La vida secreta de las estrellas de neutrones

Hay muchos detalles sobre dos objetos distantes, especialmente si se considera que los astrofísicos observaron directamente su final extremadamente violento. El equipo reconstruyó una ciudad a partir de un montón de polvo. Para obtener tanto de tan poco, combinaron observaciones de estrellas de neutrones con conocimientos obtenidos del estudio de otras estrellas y galaxias, creando un modelo matemático gigante de estrellas observadas e hipotéticas.El modelo contiene descripciones detalladas de la temperatura, la composición química y otros características de los 250.000 tipos diferentes de escaleras a sus superficies y cómo cambian estas propiedades a medida que cada estrella quema combustible y eventualmente muere.Además, el modelo puede simular galaxias enteras, cada una con múltiples colecciones de estrellas con diferente edad y composición química.

Entonces, para desentrañar el pasado de las estrellas de neutrones fusionadas, Stevens y sus colegas trabajaron para reproducir los datos observados para las estrellas de neutrones dentro de su modelo, que luego podría decirles los escenarios más probables de lo que sucedió antes de que las dos estrellas se fusionaran. llegaron a la conclusión de que las estrellas compartían un sobre varias veces debido al tiempo que tardaron los dos objetos en chocar. Cuando dos estrellas binarias fusionan envolturas, los gases en esa envoltura compartida crean una fuerza de arrastre que ralentiza las órbitas de las estrellas, lo que luego hace que las estrellas giren en espiral una hacia la otra, reduciendo rápidamente la distancia entre ellas. hizo, las estrellas tuvieron que compartir sobres varias veces.

El trabajo en esta fusión de estrellas de neutrones se basa en décadas de investigación astronómica.Los colegas de Stevens comenzaron a formular su modelo estelar hace 15 años para estudiar objetos celestes en galaxias extremadamente distantes, dice Ian Eldridge, profesor de astrofísica en la Universidad de Auckland 1 en Stevance Associates. "Cuando creamos esto por primera vez, pasaron años antes de que se descubrieran las ondas gravitacionales", dice Eldridge. Este modelo de 15 años, a su vez, se basa en modelos estelares hechos por astrónomos en la década de 1970. El trabajo ilustra el proceso científico largo, a menudo tortuoso: generaciones de astrónomos trabajando en preguntas tangenciales sobre las estrellas, contribuyendo inadvertidamente a un nuevo descubrimiento décadas después.

Además, Stevens y su equipo han hecho que su trabajo sea de código abierto, lo que permite a otros investigadores retroceder el reloj en otra actividad estelar. Los investigadores podrían usar el marco para estudiar las supernovas, las brillantes explosiones de estrellas masivas, dice Peter Blanchard de la Universidad Northwestern. que no participó en la obra. A medida que los astrofísicos estudien más estos diferentes tipos de explosiones, que se prevé que produzcan muchos tipos de elementos pesados, podrán explicar mejor dónde se originaron todos los elementos del universo. Es probable que la muerte de las estrellas forjara oro y uranio, que eventualmente se fusionarían con otros elementos para formar la Tierra, miles de millones de años antes de que los convirtiéramos en joyas o armas.

Para predecir la genealogía de las estrellas de neutrones, el modelo de Stevens también tuvo que inferir las propiedades de la galaxia que las albergaba, como los tipos de elementos que contiene la galaxia y si están distribuidos uniformemente en ella. Este conocimiento nos guiará hacia dónde buscar. para otras fusiones en el futuro, dice el astrofísico Hsin-Yu Chen de la Universidad de Texas en Austin, quien no participó en el trabajo.

Si los investigadores pueden encontrar más fusiones de estrellas de neutrones, Chen quiere usarlas para averiguar qué tan rápido se está expandiendo el universo, lo cual es necesario para calcular su edad.Chen puede usar la señal de onda gravitacional de la fusión para calcular la distancia de la Tierra a estas estrellas de neutrones. Luego, al analizar la luz emitida por la fusión, puede estimar qué tan rápido se están alejando las estrellas de neutrones, proporcionando la tasa de expansión. Hasta ahora, los astrofísicos han calculado dos tasas contradictorias para la expansión del universo utilizando diferentes métodos, de modo que ellos l Para observar más fusiones para tratar de reconciliar el conflicto.

La colaboración del Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser, que detectó la fusión de estrellas de neutrones utilizando sus dos detectores en los estados de Washington y Luisiana, en EE. UU., está programada para volver a estar en línea en mayo de 2023 después de dos años de actualizaciones. Cuando lo hace, los investigadores no detectan 10 fusiones de estrellas de neutrones al año, lo que debería brindar muchas oportunidades para profundizar en las preguntas sobre la edad del universo."Va a ser muy emocionante en los próximos años", dice Blanchard. miles de millones de años.

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