Una remota explosión de rayos gamma golpea la Tierra

Una enorme explosión de rayos gamma (GRB, por sus siglas en inglés), detectado el año pasado por numerosos telescopios espaciales y terrestres, impactó contra nuestro planeta. La explosión provocó una importante perturbación en la ionosfera de nuestro planeta.

Este tipo de perturbaciones suelen asociarse a eventos de partículas energéticas en el Sol, pero esta fue el resultado de la explosión de una estrella o supernova a casi 2.000 millones de años luz de distancia, que incluso se ha llegado a asociar al nacimiento de un agujero negro.

En cualquier caso, el análisis de los efectos de esta explosión podría proporcionar información sobre las extinciones masivas en la historia de la Tierra. La estabilidad de ionización de la atmósfera terrestre desempeña un papel fundamental para la evolución y perdurabilidad de la vida, pero está expuesta al efecto de estas remotas explosiones de alta energía.

A las 15:21 h (hora peninsular española) del 9 de octubre de 2022, una GRB extremadamente brillante y de larga duración fue detectada por muchos de los satélites de alta energía en órbita cerca de la Tierra, incluida la misión Integral de la ESA.

El Laboratorio Internacional de Astrofísica de Rayos Gamma (Integral) fue lanzado por la ESA en 2002 y desde entonces ha estado detectando estallidos de rayos gamma casi a diario. Sin embargo, el GRB 221009A, que así se llamó la explosión, fue de todo menos ordinario.

"Se trata probablemente de la explosión de rayos gamma más brillante jamás detectada", afirma Mirko Piersanti, de la Universidad de L'Aquila (Italia) y autor principal del equipo que publica hoy estos resultados en Nature Communications.

Los estallidos de rayos gamma fueron en su día fenómenos misteriosos, pero ahora se sabe que son el resultado de explosiones de estrellas llamadas supernovas o de la colisión de dos estrellas de neutrones superdensas.

"Llevamos midiendo estallidos de rayos gamma desde la década de 1960, y este es el más potente jamás medido", afirma el coautor Pietro Ubertini, del Instituto Nacional de Astrofísica de Roma (Italia) e investigador principal del instrumento IBIS de Intergral. Tan fuerte que su rival más cercano es diez veces más débil. Estadísticamente, un GRB tan potente como el GRB 221009A solo llega a la Tierra una vez cada 10.000 años.

Durante los 800 segundos que duró el impacto de los rayos gamma, el estallido emitió energía suficiente para activar detectores de rayos en la India. Instrumentos situados en Alemania captaron señales de que la ionosfera de la Tierra se vio perturbada durante varias horas por la explosión. Esta cantidad extrema de energía dio al equipo la idea de buscar los efectos de la explosión en esa área alrededor de nuestro planeta.

La ionosfera es la capa de la atmósfera superior de la Tierra que contiene gases cargados eléctricamente llamados plasma. Se extiende desde unos 50 km a 950 km de altitud. Los científicos la denominan ionosfera superior, por encima de los 350 km, e ionosfera inferior, por debajo. La ionosfera es tan tenue que las naves espaciales pueden mantener órbitas en la mayor parte de ella.

Detección en ionosfera superior

Una de esas naves espaciales es el Satélite Sismo-Electromagnético de China (CSES), también conocido como Zhangheng, una misión espacial chino-italiana. Fue lanzada en 2018 y vigila la parte superior de la ionosfera en busca de cambios en su comportamiento electromagnético. Su objetivo principal es estudiar posibles vínculos entre los cambios en esa capa más externa de la atmósfera y la ocurrencia de eventos sísmicos como terremotos, pero también puede estudiar el impacto que tiene en ella la actividad solar.

Mirko y Pietro forman parte del equipo científico del CSES y se dieron cuenta de que si el GRB había creado una perturbación, el CSES debería haberla visto. Pero no estaban seguros. "Habíamos buscado este efecto en otros GRB anteriormente, pero no habíamos visto nada", explica Pietro.

En el pasado, se habían observado GRB que afectaban a la ionosfera de la parte inferior durante la noche, cuando la influencia solar desaparece, pero nunca en la parte superior. Esto había llevado a pensar que, para cuando llegaba a la Tierra, la explosión de un GRB ya no era lo suficientemente potente como para producir una variación en la conductividad ionosférica que diera lugar a una variación del campo eléctrico.

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