A miles de millones de años luz de distancia, en una parte distante del universo, chocaron dos estrellas de neutrones, los restos ultradensos de estrellas muertas. Un evento cósmico cataclísmico envió luz y partículas, incluido un repentino estallido de rayos gamma, a través del universo. Estos rayos gamma viajaron durante 8.500 millones de años antes de llegar a la Tierra.
En un nuevo estudio, nuestro equipo de astrofísicos examinó esta señal de rayos gamma. Descubrimos que la colisión de estrellas a partir de la cual se creó probablemente fue causada por un encuentro aún más catastrófico: la fusión de dos galaxias.
La ilustración muestra una galaxia fusionándose, un evento que hace que las estrellas choquen y creen metales valiosos. Fortuna, Dichiara/ERC BHianca 2026, CC BI-NC-SA 4.0, CC BI-SA
Esta es la primera vez que los astrónomos vinculan este tipo de señal con una interacción galáctica tan grande. Nuestro descubrimiento ofrece nuevos conocimientos sobre cómo las estrellas en colisión propagan los metales por todo el universo.
Por qué es importante
Cuando dos estrellas de neutrones orbitan entre sí y finalmente chocan (un sistema llamado fusión binaria de estrellas de neutrones), se producen las explosiones más poderosas del universo. Liberan intensos estallidos de rayos gamma, que los astrónomos llaman estallidos de rayos gamma. Pueden liberar tanta energía como la que producirá nuestro Sol durante su vida en menos de unos pocos segundos.
En las fusiones binarias de estrellas de neutrones, dos estrellas de neutrones densas orbitan juntas y finalmente chocan. En el proceso, envían ráfagas de rayos gamma.
Estas colisiones también pueden arrojar trozos de escombros al espacio, lo que puede crear nuevos elementos radiactivos cuando chocan. En estas fusiones se forjan muchos elementos valiosos, incluidos el oro y el platino.
Lo que hace que este evento en particular, conocido como GRB 230906A, sea notable es el lugar donde ocurrió. Utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Telescopio Espacial Hubble, determinamos la ubicación de la explosión e identificamos su galaxia como una de las galaxias más débiles jamás asociadas con un GRB corto.
Las observaciones obtenidas por el Very Large Telescope en Chile revelaron que la explosión ocurrió dentro de un intrincado sistema de galaxias en interacción. Corrientes de estrellas y gas, desgarradas por encuentros galácticos pasados, se extendían por toda la región. El estallido de rayos gamma se encuentra directamente dentro de una de estas corrientes de marea, lo que sugiere que ocurrió dentro de una pequeña galaxia enana formada a partir de material despojado de su anfitrión durante una colisión de galaxias.
El Very Large Telescope en el desierto de Atacama en Chile. ESO/HH Heier, CC BI
Esta es la primera vez que se asocia una fusión de estrellas de neutrones binarias con un entorno de este tipo. El descubrimiento revela nuevos lugares para estas colisiones cósmicas y muestra que no ocurren sólo en galaxias grandes. Apunta a una nueva vía para la propagación de metales pesados allí donde menos lo esperamos.
Nuestro estudio rastrea el origen de estas fusiones de estrellas de neutrones hasta la atracción gravitacional lenta y de largo alcance entre galaxias. Nos dice más sobre dónde pueden tener lugar estos extraordinarios eventos y, lo más importante, cómo surgieron los elementos que componen nuestro mundo.
Lo que aún no se sabe
Debido a que esta explosión estaba tan lejos, nuestros instrumentos no pudieron medir qué elementos se forjaron en la colisión. Se pueden producir explosiones brillantes similares no sólo fusionando estrellas binarias de neutrones, sino también fusionando estrellas de neutrones y agujeros negros, o incluso otros tipos de restos estelares compactos, como las enanas blancas, los núcleos remanentes de estrellas similares al Sol.
¿Qué sigue?
Nuevos y potentes observatorios, como el telescopio espacial James Webb y el telescopio espacial Nancy Grace de Roma, permitirán la detección y el estudio detallado de fusiones distantes responsables de la producción de elementos pesados.
Las futuras misiones avanzadas de rayos X, como NevAthena y AXIS, aumentarán nuestra capacidad para identificar este tipo de explosiones.
Estas nuevas capacidades irán de la mano con el desarrollo de la próxima generación de detectores de ondas gravitacionales: el Telescopio Einstein y el Explorador Espacial. Esto nos permitirá descifrar la naturaleza de estas fusiones, marcando una nueva era para la astronomía de múltiples mensajeros. Juntos, estos telescopios serán esenciales para comprender cómo se forman los elementos que componen nuestro mundo.
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