Ilustración del artista que muestra la fusión de estrellas de neutrones dobles. Fuente: LIGO, Universidad Estatal de Sonoma, A. Simonnet.
Científicos del Centro de Excelencia ARC para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav) han descrito cómo determinar la población del nacimiento de estrellas de neutrones dobles, uno de los objetos más densos del Universo provenientes del colapso de estrellas masivas. Un estudio publicado recientemente ha observado las diferentes etapas de la vida de estos sistemas de estrellas de neutrones.
Los científicos pueden observar la unión de sistemas binarios de estrellas de neutrones utilizando ondas gravitacionales, ondas en la estructura del tiempo y el espacio. Al estudiar las poblaciones de estrellas de neutrones, los científicos pueden aprender más sobre su formación y evolución. Hasta ahora, solo se han detectado dos sistemas binarios de estrellas de neutrones con detectores de ondas gravitacionales; sin embargo, muchos de ellos se han observado en radioastronomía.
Una de las estrellas de neutrones dobles observadas en las señales de ondas gravitacionales, llamada GW190425, es mucho más masiva que las de las poblaciones galácticas típicas observadas en radioastronomía, con una masa combinada de 3,4 veces la del sol. Esto plantea la pregunta: ¿por qué a la radioastronomía le faltan estas estrellas masivas de doble neutrón? Para encontrar la respuesta, Dr. OzGrav. La estudiante Shanika Galaudage de la Universidad de Monash exploró cómo combinar las observaciones de ondas de radio y gravitacionales.
Nacimiento, vida útil y muerte de estrellas dobles de neutrones
La astronomía por radio y ondas gravitacionales permite a los científicos estudiar estrellas de neutrones dobles en diferentes etapas de su evolución. Las observaciones de radio estudian la vida de las estrellas de neutrones dobles, mientras que las ondas gravitacionales estudian sus últimos momentos de vida. Para comprender mejor estos sistemas, desde la formación hasta la fusión, los científicos deben estudiar la relación entre las poblaciones de ondas de radio y gravedad: sus poblaciones de nacimiento.
Shanika y su equipo determinaron la distribución del peso al nacer de las estrellas de neutrones dobles utilizando observaciones de radio y ondas gravitacionales. “Ambas poblaciones evolucionan a partir de las poblaciones de nacimiento de estos sistemas, así que si miramos hacia atrás en las poblaciones de ondas de radio y gravitacionales que vemos hoy, deberíamos poder extraer la distribución de los nacimientos”, dice Shanika Galaudage.
La clave es comprender la distribución del tiempo de retardo de las estrellas de neutrones dobles: el tiempo entre la formación y la unión de estos sistemas. Los científicos plantearon la hipótesis de que los sistemas de estrellas de neutrones dobles más pesados podrían ser sistemas de fusión rápida, lo que significa que se combinan demasiado rápido para ser vistos por radio observación y solo en ondas gravitacionales.
GW190425 y un canal de fusión rápida
El estudio mostró poco apoyo para un canal de unión rápida, lo que indica que los sistemas pesados de estrellas de neutrones dobles pueden no requerir un escenario de unión rápida para explicar la falta de observaciones en las poblaciones de radio. “Descubrimos que GW190425 no es un valor atípico en comparación con la población más amplia de estrellas de neutrones dobles”, dice el coautor del estudio, Christian Adamcewicz, de la Universidad de Monash. “Así que estos sistemas pueden ser raros, pero no necesariamente indican una población separada en rápido crecimiento”.
Con futuras detecciones de ondas gravitacionales, los científicos pueden esperar más conexiones de estrellas de neutrones binarios. “Si las detecciones futuras revelan una mayor discrepancia entre las poblaciones de ondas de radio y gravitacionales, nuestro modelo proporciona una explicación natural de por qué tales estrellas dobles de neutrones masivas no son comunes en las poblaciones de radio”, agrega el coautor, el Dr. Simon Stevenson, profesor asociado de la Universidad de Swinburne. de tecnología.
Proporcionado por el Centro de excelencia ARC para el descubrimiento de ondas gravitacionales