Simulaciones pioneras revelan los últimos instantes de la colisión de estrellas de neutrones
Una nueva oleada de simulaciones desarrolladas con superordenadores de la NASA está arrojando luz sobre los complejos fenómenos que se producen en los segundos previos a la colisión de dos estrellas de neutrones, astros extremadamente densos del tamaño de una ciudad. Estos trabajos, efectuados por un equipo internacional de astrofísicos, permiten por primera vez analizar con gran detalle las intensas interacciones magnéticas y la emisión de señales que podrían ser detectadas por la próxima generación de telescopios y observatorios de ondas gravitacionales.
Las estrellas de neutrones son los remanentes compactos que quedan tras la explosión de supernovas. Aunque su diámetro apenas supera los 20 kilómetros, su masa puede equivaler a la de nuestro Sol, convirtiéndolas en algunos de los objetos más densos del universo. Cuando dos de estas estrellas orbitan una alrededor de la otra, emiten ondas gravitacionales y, finalmente, acaban fusionándose en un evento cataclísmico conocido como kilonova. Estas colisiones son fundamentales para el estudio de la física extrema y la formación de elementos pesados como el oro o el platino.
Hasta ahora, la física que rige los momentos previos a la fusión, especialmente la dinámica de los campos magnéticos y la generación de señales electromagnéticas, era poco conocida debido a la dificultad de simular estos escenarios. Utilizando el superordenador Discover del Centro de Simulación Avanzada de la NASA, los investigadores han conseguido modelar con gran precisión cómo se desarrollan los complejos entramados magnéticos en torno a las estrellas de neutrones justo antes del impacto.
Las simulaciones revelan que ambos astros presentan intensos campos magnéticos que interactúan de forma caótica en las últimas fracciones de segundo antes de la colisión. Estas estructuras magnéticas se retuercen, reconectan y reorganizan, liberando enormes cantidades de energía. Según los modelos, en este proceso se generan emisiones de luz y partículas de alta energía que podrían servir como «firma» del inminente choque, anticipándose a la explosión visible de la kilonova y a las ondas gravitacionales.
Uno de los hallazgos más notables es la predicción de destellos transitorios en el espectro electromagnético, especialmente en rayos gamma y rayos X, asociados a la reconexión magnética. Estos destellos, según los científicos, podrían detectarse con instrumentos de nueva generación como el Observatorio Einstein de ondas gravitacionales, la misión LISA (Laser Interferometer Space Antenna) de la ESA y la NASA, o telescopios espaciales de alta energía actualmente en fase de desarrollo.
La importancia de este descubrimiento radica en que ofrece a la comunidad científica una nueva ventana para anticipar y estudiar los eventos de fusión de estrellas de neutrones. Hasta la fecha, la observación directa de una kilonova se ha producido solo en contadas ocasiones, como fue el caso histórico en 2017, cuando los detectores LIGO y Virgo captaron por primera vez ondas gravitacionales y, poco después, telescopios de todo el mundo observaron el resplandor electromagnético del choque. Ahora, con la posibilidad de identificar señales precursoras específicas, los astrónomos podrán preparar con mayor antelación sus instrumentos para observar estos eventos desde sus fases iniciales.
En el contexto de la exploración espacial privada y pública, empresas como SpaceX, Blue Origin o Virgin Galactic han mostrado interés en el desarrollo de tecnologías de observación espacial avanzada, necesarias para captar estos fenómenos con la máxima resolución. Al mismo tiempo, agencias emergentes como la española PLD Space, especializada en lanzadores reutilizables, están contribuyendo a la democratización del acceso al espacio y al despliegue de pequeños satélites científicos que podrían participar en la monitorización de estos eventos extremos.
Por otro lado, el estudio de las colisiones de estrellas de neutrones no solo profundiza en los conocimientos sobre física fundamental, sino que también impacta en la búsqueda de exoplanetas y en la comprensión de la evolución galáctica. Las kilonovas enriquecen el medio interestelar con elementos pesados, que posteriormente forman parte de nuevas generaciones de estrellas y planetas. Comprender mejor estos procesos es clave para descifrar la historia química del universo y, por extensión, la formación de entornos potencialmente habitables.
Las simulaciones, detalladas en una reciente publicación científica, confirman que el avance en supercomputación es crucial para desentrañar los misterios más complejos del cosmos. El equipo responsable ya trabaja en modelos aún más precisos, que integrarán observaciones reales y abarcarán una gama más amplia de condiciones iniciales.
El estudio marca un hito en la astrofísica contemporánea, reforzando el papel de la colaboración internacional y de las nuevas tecnologías, tanto públicas como privadas, en la exploración de los límites del conocimiento humano. Las próximas décadas prometen avances espectaculares en la observación y comprensión de estos colosos cósmicos, abriendo nuevas perspectivas sobre la naturaleza del universo.
(Fuente: NASA)
