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Fusión de estrellas de neutrones es registrada por primera vez con telescopio de Gemini Sur

October 13, 2017






La secuencia muestra imágenes en el infrarrojo obtenidas con la cámara y espectrógrafo FLAMINGOS-2 en un lapso de dos semanas. La fila superior presenta imágenes en la banda H, con longitud de onda más corta (más azul) que la presentada por la luz infrarroja. La fila inferior se centra principalmente en imágenes en la banda k, que son longitudes de onda más largas (más rojas) de luz. Esta secuencia revela cómo el objeto se volvió más rojo al atenuarse.
Creditos: Gemini Observatory/NSF/AURA/Edo Berger (Harvard), Peter Blanchard (Harvard), Ryan Chornock (Ohio University), Leo Singer (NASA), Mansi Kasliwal (Caltech), Ryan Lau (Caltech) and the GROWTH collaboration, Travis Rector (University of Alaska), Jennifer Miller (Gemini Observatory)

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Video featuring Mansi Kasliwal of Caltech.

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Tesoro en el Cielo - Entrevista al Prof. Edo Berger.

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Secuencia de imágenes en infrarrojo de la cámara y espectrógrafo FLAMINGOS-2 en el lapso de dos semanas.

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Entrevista de la astrónoma de Gemini Hwihyun Kim y el gerente del grupo de operadores de telescopio, Ariel López.

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Overview of Gemini imaging and spectroscopic observations of GW170817.

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Gemini Observatory Press Release

EMBARGO: Lunes 16 de Octubre 11:00 a.m. Chile Time

Contacto

Resumen: El Observatorio Gemini usó todos sus recursos disponibles para observar una fuente de onda gravitacional y captar por primera vez la luz óptica e infrarroja de la fusión de dos estrellas de neutrones. Los observatorios terrestres observaron por un lapso de un mes durante el invierno del 2017, permitiendo a los astrónomos diseccionar por primera vez las emisiones de luz electromagnética asociadas con un evento de onda gravitacional.

Please see links to National Science Foundation (NSF) and Caltech press releases. Watch the NSF press conference on YouTube here.

La primera detección de luz óptica e infrarroja asociada a un evento de onda gravitacional dio paso a un mes de exhaustivas observaciones en el telescopio Gemini Sur localizado en la comuna de Vicuña, en la Región de Coquimbo, en Chile.

"Gemini usó todos sus recursos e hizo todo lo posible para obtener estos datos", señaló el investigador de la Universidad de Ohio - Ryan Chornock, quien junto a su grupo de trabajo analizó la avalancha de datos resultante de las observaciones. Los datos del telescopio Gemini permitieron a múltiples equipos de investigación formar una imagen completa de la onda gravitacional (GW170817) detectada el 17 de agosto de 2017 por LIGO (Observatorio de Onda Gravitacional del Interferómetro Láser), el observatorio Virgo (también de ondas gravitacionales) y el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi. Las imágenes y espectroscopía obtenidas por Gemini abarcaron un período de 25 noches, mes en el cual la luz del objeto disminuyó gradualmente.

Investigadores de todo el mundo anunciaron hoy sus resultados en conferencias de prensa en Washington D.C., Caltech, y también en Europa, la cual fue organizada por el Observatorio Europeo Austral. Además, fueron aceptados más de una docena de artículos para su publicación en las revistas Nature, Science y The Astrophysical Journal Letters.

Mansi Kasliwal, profesora asistente de astronomía en Caltech fue la encargada de presentar los hallazgos de su equipo en la conferencia de prensa de Caltech, en Pasadena y compartió con la audiencia la emoción del descubrimiento. "¡La Directora de Gemini tardó menos de 23 minutos en aprobar nuestra propuesta de observación para detectar fotones en infrarrojos", comentó Kasliwal, investigador principal de GROWTH (Global Relay of Observatories Watching Transients Happen), una organización internacional que estudia eventos astronómicos de variación rápida. "Durante la primera noche de observación, el telescopio Gemini Sur, de 8 metros, capturó con éxito por primera vez en la historia, algunos de los primeros fotones infrarrojos de una fusión de estrellas de neutrones - ¡Esto fue realmente emocionante!".

El astrónomo de Harvard, Edo Berger, quien presidió la conferencia de prensa de Washington D.C., describe las observaciones de Gemini como "en conjunto, la observación de imágenes y espectroscopía infrarroja más larga y de mejor calidad que tenemos disponible de este objeto". Berger agrega que los datos demuestran directamente que el mecanismo de fusión de estrellas binaria de neutrones causa una onda en el espacio y el tiempo. Durante el proceso, el evento forma y dispersa elementos pesados, como el oro, hacia el espacio interestelar. "Aquí, por primera vez, usando Gemini, mostramos la huella directa de la formación de elementos pesados", explicó Berger, quien continúa precisando que "[esto] resuelve el misterio que ha existido por décadas del origen de los elementos más pesados en la tabla periódica . "(Ver la entrevista de Berger a la derecha)

Leo Singer, del Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA y colaborador de Kasliwal en el grupo GROWTH, agrega: "Gracias a Gemini pudimos monitorear continuamente el evento durante muchas noches, lo que nos permitió obtener un impresionante retrato infrarrojo de la fusión de estrellas de neutrones". Al igual que otros investigadores, el equipo GROWTH concluyó que estas fusiones de estrellas de neutrones son los principales sitios para la producción de elementos más pesados que el hierro. Según Kasliwal, "Cada uno de estos eventos es capaz de forjar más de diez mil veces la masa de la Tierra en elementos pesados como el oro y platino: ¡chin-chin cósmico! "

Eleonora Troja, de la Universidad de Maryland, se unió a Berger para presentar sus hallazgos en la conferencia de prensa de Washington D.C. El equipo de Troja siguió la evolución del evento desde los primeros días usando observaciones de Gemini en la parte óptica (visible) del espectro electromagnético. "Me sorprendió mucho cuando vi lo brillante que era esto en el óptico", dice Troja. "Ante esto, nos preguntamos si realmente estábamos observando las tan buscadas Kilonova (evento en el que dos estrellas de neutrones se fusionan), o simplemente era un tipo de evento transitorio, ¡o hasta una supernova que se burla de nosotros!"

Troja y su equipo concluyeron, a partir de los espectros ópticos, que este evento no se parece a nada que hayan visto antes. “Recién estamos concentrando nuestros esfuerzos en modelar y comprender estas explosiones y la física detrás de ellas. Tenemos que agregar a nuestros modelos una eyección del material más lento y transparente para explicar el gran brillo observado en el componente de la luz visible”, comentó Brad Cenko, miembro del equipo del Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA. Por su parte, Troja concluye que “este flujo eyectado es probablemente responsable de la producción de metales menos preciosos, como la plata y el estaño”.

"La detección conjunta de la luz y las ondas gravitacionales de fuentes cósmicas es uno de los santos griales de la astronomía actual", precisó Marcelle Soares-Santos (Laboratorio Nacional Fermi), principal autor del trabajo del equipo de Berger, quien informó sobre su descubrimiento de la parte óptica del espectro electromagnético. Ambas señales, la luz y las ondas gravitacionales, aportan información única sobre eventos astrofísicos extremos. Así lo explicó Soares-Santos: "Las ondas gravitacionales nos enseñan acerca de los movimientos y las masas de las estrellas de neutrones, y la luz revela la astrofísica del evento - que ocurre exactamente en el momento que las estrellas se fusionan y se producen los elementos más pesados".

"Este es un cambio de juego para la astrofísica", dijo Andy Howell, quien lidera el grupo de supernovas en el Observatorio Las Cumbres y es coautor de un artículo enviado a The Astrophysical Journal Letters basado en los datos obtenidos por Gemini. Andy agrega: "Cien años después de que Einstein teorizó sobre las ondas gravitacionales, las hemos detectado y rastreado hasta su fuente de origen, encontrando una explosión con una nueva física, la cual antes sólo estaba en nuestros sueños".

"Es tremendamente emocionante tener la posibilidad de observar un evento que transformará nuestra comprensión del funcionamiento del Universo", dijo France A. Córdova, directora de la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF), que financia LIGO y gran parte del Observatorio Internacional Gemini. "Este descubrimiento cumple uno de los objetivo que muchos de nosotros hemos tenido desde hace mucho tiempo, es decir, observar de forma simultánea un extraño evento cósmico usando tanto observatorios tradicionales como observatorios de ondas gravitacionales. Sólo mediante cuatro décadas de inversión de la NSF en observatorios de ondas gravitacionales, combinado con el esfuerzo de los telescopios que observan longitudes de onda desde radio hasta rayos gamma, somos capaces de expandir nuestras oportunidades para detectar nuevos fenómenos cósmicos y reconstruir una nueva narrativa de la física de las estrellas en su últimos minutos de agonía ".

La directora del Observatorio Gemini, Laura Ferrarese, recordó los desafíos a los que se enfrentó tras la avalancha de solicitudes de observación, una vez que se identificó la fuente. "Varios equipos nos contactaron con solicitudes para observar la fuente. Todos en Gemini estaban muy emocionados: ¡todos sabíamos que estábamos presenciando un evento histórico!". Ferrarese agregó que el mayor desafío consistía en programar las observaciones para que todos los equipos recibieran los datos que necesitaban, una tarea que, en sus palabras, "requirió mucha coordinación, ¡y una buena dosis de diplomacia!"

Los desafíos se extendieron a las observaciones mismas, según la astrónoma de Gemini, Hwihyun Kim, quien fue fundamental en la obtención de las observaciones de Gemini que utilizaron principalmente la cámara FLAMINGOS-2 para obtener imágenes y espectros infrarrojos. "Tuvimos mucha suerte al poder observar esta fuente", dijo Kim. "No siempre fue fácil ver el objeto, pero el campo visual tenía una estrella muy brillante que ayudó a guiar el telescopio, incluso cuando el objeto se perdía en el crepúsculo". Kim agregó que todos en la sala de control estaban nerviosos porque la ventana de observación se hacía cada día más corta."Cada noche se apuntó el telescopio hasta llegar el límite más bajo que el telescopio podría alcanzar". Arriba puedes encontrar la entrevista de Hwihyun Kim y del operador de telescopio Ariel Lopez.

"La combinación única de profundidad y alta cadencia de Gemini unido con el arduo trabajo realizado por el equipo del observatorio, como Kim, generó un conjunto de datos único para este fascinante evento", comentó Nathaniel Butler, de la Universidad Estatal de Arizona, y también parte del equipo con Troja y Cenko. Butler concluye: "Las observaciones de Gemini proporcionarán una perspectiva crítica sobre las ondas gravitacionales en los próximos años".

Science Contacts:

  • Edo Berger
    Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
    60 Garden St., Cambridge, MA
    Email: eberger"at"cfa.harvard.edu
    Teléfono: 617 335-7963

  • Mansi Kasliwal
    California Institute of Technology
    1200 East California Blvd., Pasadena, CA
    Email: mansi"at"astro.caltech.edu
    Teléfono: 626 375-3307

  • Eleonora Troja
    University of Maryland
    College Park, MD
    Email: eleonora.troja"at"nasa.gov
    Teléfono: 240 247-7142

Contacto de prensa:

  • Manuel Paredes
    Coordinador de Comunicaciones
    Observatorio Gemini
    La Serena, Chile
    Email: mparedes"at"gemini.edu
    Oficina: +56 51-2205671

  • Fernanda Urrutia
    Especialista en Comunicaciones y Extensión
    Observatorio Gemini
    La Serena, Chile
    Email: furrutia"at"gemini.edu
    Oficina: +56 51-2205794