Desentrañan los misterios de las explosiones cósmicas más intensas

El estallido de rayos gamma más brillante jamás observado, denominado GRB 221009A, ha motivado dos nuevos estudios científicos que avanzan en la comprensión de las explosiones cósmicas más virulentas que sacuden al Universo. El resplandor dejado por el estallido de rayos gamma desafía los modelos teóricos, y da cuenta de la extraña evolución de la liberación de energía durante estas explosiones extremas. 

Dos investigaciones internacionales en las que participaron especialistas del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, en Estados Unidos, de la Universidad de Sydney, en Australia, de la Universidad de Oxford, en Reino Unidos, y de otros centros académicos revelan detalles trascendentes sobre GRB 221009A, el estallido de rayos gamma más intenso observado hasta el momento. Los análisis y observaciones arrojan nueva luz sobre el origen de estas gigantescas explosiones cósmicas, en el marco de dos artículos científicos publicados recientemente en The Astrophysical Journal Letters y arXiv.

El primer llanto de un agujero negro

El 9 de octubre de 2022, un intenso pulso de radiación de rayos gamma recorrió el Sistema Solar y colapsó a los detectores instalados en numerosos satélites en órbita: desde entonces, los astrónomos se abocaron a estudiar el evento, utilizando los telescopios más potentes del mundo. Posteriormente, se supo que el estallido de rayos gamma, bautizado GRB 221009A, fue el más brillante de todos los detectados hasta hoy. 

De acuerdo a una nota de prensa del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, la emisión de rayos gamma de GRB 221009A duró más de 300 segundos: los científicos piensan que estos estallido de rayos gamma (GRB) de larga duración son la primera manifestación vital de un agujero negro que nace, produciéndose exactamente cuando el núcleo de una estrella masiva, que gira a enormes velocidades, estalla por la acción de su propio peso. 

Este agujero negro recién nacido emite potentes chorros de plasma casi a la velocidad de la luz, que atraviesan la estrella que colapsa y brillan en forma de rayos gamma. En el caso específico de GRB 221009A, los investigadores quedaron desconcertados: después de analizar y combinar los datos de distintos telescopios de todo el mundo, apreciaron que las mediciones de ondas de radio y milimétricas fueron mucho más brillantes de lo esperado, en función de la luz visible y de rayos X que había sido detectada.

Los estallidos de rayos gamma son las explosiones más luminosas del cosmos. Aquí vemos una animación de uno de estos potentes estallidos. Créditos: NASA / YouTube.

Dudas que se mantienen

Los astrónomos explicaron que algunos GRB en el pasado han mostrado un breve exceso de emisión milimétrica y de radio, que se cree que es la firma de una onda de choque, pero en GRB 221009A el exceso de emisión se comportó de manera bastante diferente que en estos casos previos. En consecuencia, es probable que los científicos hayan descubierto un mecanismo completamente nuevo para producir un exceso de ondas milimétricas y de radio en esta clase de eventos extremos.

Según una nota de prensa de la Universidad de Sydney, los científicos creen que un evento de las características de GRB 221009A se produce en una única ocasión cada 10.000 años. Y aunque la energía específica del estallido de rayos gamma no fue inusualmente grande, los chorros de plasma alcanzaron dimensiones colosales y uno de ellos apuntó directamente hacia la Tierra, provocando que parezca excepcionalmente brillante. El origen del estallido se localizó a 1.900 millones de años luz de distancia de nuestro planeta, según estimaron los expertos.

Es posible que las emanaciones más poderosas producidas por GRB 221009A seas más complejas que en la mayoría de los estallidos de rayos gamma. Una hipótesis sugiere que la luz visible y de rayos X es producida por una parte del chorro de plasma, mientras que las primeras ondas milimétricas y de radio se generan a través de un componente diferente. Ahora, como el resplandor del estallido es tan brillante, los astrónomos continuarán estudiando su emisión de radio durante meses y tal vez años, disponiendo de más herramientas para descifrar cada una de sus características. 

Referencias

GRB 221009A: Discovery of an Exceptionally Rare Nearby and Energetic Gamma-Ray Burst. Maia A. Williams et al. The Astrophysical Journal Letters (2023). DOI:https://www.doi.org/10.3847/2041-8213/acbcd1

Precise Measurements of Self-absorbed Rising Reverse Shock Emission from Gamma-ray Burst 221009A. Joe S. Bright et al. ArXiv (2023). DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2303.13583