Científicos logran explicar cómo se producen las mayores explosiones cósmicas

Este proyecto llevado a cabo en los superordenadores del Instituto Max-Planck de Física Gravitacional, que hoy publica la revista «Astrophysical Journal Letters» y del que informa en un comunicado la universidad valenciana, da así respuesta a uno de los fundamentos astrofísicos de la Teoría de la Relatividad de Einstein que aún no había sido resuelto.

La colisión de estrellas de neutrones da lugar a enormes destellos de luz gamma y durante una fracción de segundo, una erupción de rayos gamma es tan luminosa como todas las estrellas visibles desde la Tierra, produciendo ondas gravitatorias en el espacio que ya fueron predichas por Einstein pero no habían podido ser detectadas.

La ciencia tenía entre sus enigmas la amplitud, duración y forma específica de esas ondas y su comprensión acercaría, posiblemente, a las claves de una «inagotable fuente de energía» procedente de la acreción (crecimiento por adición de materia) de agujeros negros.

La acreción es, según explica la Universitat, el mecanismo de conversión de energía más eficiente que se conoce y puede llegar a convertir casi el 30 por ciento de la masa en energía.
Un equipo internacional de científicos donde trabaja el profesor de la UV Miguel Aloy está, ahora, más cerca de resolver el enigma gracias a los cómputos realizados durante seis semanas en superordenadores ubicados en Golm (Alemania) donde simularon cómo la fusión de dos estrellas de neutrones con campos magnéticos pequeños forma un agujero negro rodeado por un toro de acreción caliente.

En este proceso, un campo magnético extraordinariamente intenso con estructura de chorro se forma a lo largo del eje de rotación; ese campo magnético es, según explica el artículo, crucial para entender el proceso de la generación de erupciones de rayos gamma de corta duración.

Y es que del caos que resulta tras la colisión se forma «una estructura ordenada, un chorro de plasma de enorme energía» en el que pueden producirse los rayos gamma de corta duración, que pueden durar hasta tres segundos.

El equipo donde trabaja Aloy, investigador principal del European Research Councill Starting Independent Grant CAMAP en la UV, ha resuelto las ecuaciones Einstein y de la magnetohidrodinámica para dos estrellas de neutrones que llegan a fusionarse dando lugar a un agujero negro, dejando que la simulación siguiera por un periodo de tiempo mucho más largo tras la formación del mismo.

Lo que descubrieron fue que, inicialmente, se forma un anillo de materia caliente con un campo magnético relativamente débil rodeando al agujero negro resultante, el cual rota sobre su eje a velocidades muy cercanas a las de la luz.

El movimiento de rotación de este sistema inestable genera un campo magnético ordenado, sumamente poderoso y 10.000 billones de veces más intenso que el de la Tierra.
Por esta razón, los investigadores resaltan el hito de haberse podido demostrar por primera vez que se puede formar una estructura alrededor del eje de rotación del sistema a través de la cual, plasma extraordinariamente caliente procedente de las inmediaciones del agujero negro es lanzado al espacio.

«Se ha reconstruido la secuencia correcta de los acontecimientos: primero nace el agujero negro y poco después escuchamos sus llantos natales en forma de radiación gravitatoria y una formidable erupción de rayos gamma», apunta Aloy.