El estallido de rayos gamma más grande del Universo hasta la fecha alcanza el planeta Tierra

 

El domingo 9 de octubre de 2022, un pulso de intensa radiación recorrió el sistema solar tan excepcional que los astrónomos rápidamente lo llamaron BARCO, el más brillante de todos los tiempos.

Los estallidos de rayos gamma son las explosiones más luminosas del cosmos. Los astrónomos creen que la mayoría ocurre cuando el núcleo de una estrella masiva se queda sin combustible nuclear, colapsa por su propio peso y forma un agujero negro, como se ilustra en esta animación. Luego, el agujero negro impulsa chorros de partículas que perforan todo el camino a través de la estrella que colapsa a casi la velocidad de la luz. Estos chorros atraviesan la estrella y emiten rayos X y rayos gamma (magenta) a medida que fluyen hacia el espacio. Luego se abren paso en el material que rodea a la estrella condenada y producen un resplandor posterior de múltiples longitudes de onda que se desvanece gradualmente. Cuanto más cerca de frente vemos uno de estos chorros, más brillante parece.

El estallido activó detectores en numerosas naves espaciales y los observatorios de todo el mundo lo siguieron. Después de analizar todos estos datos, los astrónomos ahora pueden caracterizar cuán brillante era y comprender mejor su impacto científico.

"GRB 221009A fue probablemente el estallido más brillante de energías de rayos X y rayos gamma desde que comenzó la civilización humana", dijo Eric Burns, profesor asistente de física y astronomía en la Universidad Estatal de Luisiana en Baton Rouge. Dirigió un análisis de unos 7.000 GRB, en su mayoría detectados por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA y el instrumento ruso Konus en la nave espacial Wind de la NASA, para establecer con qué frecuencia pueden ocurrir eventos tan brillantes. Su respuesta: una vez cada 10.000 años.

Gráfico en púrpura oscuro que compara la emisión rápida del estallido del BARCO (en magenta) con los cinco estallidos largos anteriores más brillantes anteriores (en azul, verde, amarillo y naranja).

Este gráfico compara la rápida emisión del BOAT con la de cinco estallidos largos de rayos gamma anteriores que tenían récords. El BOAT era tan brillante que cegó efectivamente a la mayoría de los instrumentos de rayos gamma en el espacio, pero los científicos estadounidenses pudieron reconstruir su verdadero brillo a partir de los datos de Fermi.

El estallido fue tan brillante que cegó efectivamente a la mayoría de los instrumentos de rayos gamma en el espacio, lo que significa que no pudieron registrar directamente la intensidad real de la emisión. Los científicos estadounidenses pudieron reconstruir esta información a partir de los datos de Fermi. Luego compararon los resultados con los del equipo ruso que trabaja en los datos de Konus y los equipos chinos que analizan las observaciones del detector GECAM-C en su satélite SATech-01 y los instrumentos en su observatorio Insight-HXMT. Juntos, prueban que el estallido fue 70 veces más brillante que cualquier otro que se haya visto hasta ahora.

Burns y otros científicos presentaron nuevos hallazgos sobre el BOAT en la reunión de la División de Astrofísica de Alta Energía de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Waikoloa, Hawái. Las observaciones del estallido abarcan todo el espectro, desde ondas de radio hasta rayos gamma, e incluyen datos de muchas misiones de la NASA y sus socios, incluido el telescopio de rayos X NICER en la Estación Espacial Internacional, el observatorio NuSTAR de la NASA e incluso la Voyager 1 en el espacio interestelar. Los artículos que describen los resultados presentados aparecen en una edición especial de The Astrophysical Journal Letters.

La señal de GRB 221009A había estado viajando durante aproximadamente 1.900 millones de años antes de llegar a la Tierra, lo que la convierte en una de las GRB "largas" más cercanas conocidas, cuya emisión inicial dura más de dos segundos. Los astrónomos creen que estos estallidos representan los gritos de nacimiento de los agujeros negros que se forman cuando los núcleos de las estrellas masivas colapsan por su propio peso. A medida que ingiere rápidamente la materia circundante, el agujero negro lanza chorros en direcciones opuestas que contienen partículas aceleradas casi a la velocidad de la luz. Estos chorros atraviesan la estrella y emiten rayos X y rayos gamma a medida que fluyen hacia el espacio.

Con este tipo de GRB, los astrónomos esperan encontrar una supernova brillante unas semanas más tarde, pero hasta ahora ha resultado difícil de alcanzar. Una de las razones es que el GRB apareció en una parte del cielo que está solo unos pocos grados por encima del plano de nuestra propia galaxia, donde las espesas nubes de polvo pueden atenuar en gran medida la luz entrante.

“No podemos decir de manera concluyente que hay una supernova, lo cual es sorprendente dado el brillo del estallido”, dijo Andrew Levan, profesor de astrofísica en la Universidad de Radboud en Nijmegen, Países Bajos. Dado que las nubes de polvo se vuelven más transparentes en las longitudes de onda infrarrojas, Levan dirigió observaciones en el infrarrojo cercano y medio utilizando el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, su primer uso para este tipo de estudio, así como el Telescopio Espacial Hubble para detectar la supernova. “Si está ahí, es muy débil. Planeamos seguir buscando”, agregó, “pero es posible que toda la estrella colapsara directamente en el agujero negro”.

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