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La explosión más brillante de la historia.

La explosión más brillante de la historia.

Ilustración artística de un estallido de rayos gamma causado por el colapso de estrellas, expulsando partículas y radiación en un chorro estrecho. Crédito: Sahab Mendhi

Los estallidos de rayos gamma son los eventos más energéticos y brillantes que se sabe que ocurren en el universo. Destellos de rayos gamma de corta duración que normalmente duran desde una décima de segundo hasta menos de una hora, los estallidos de rayos gamma pueden alcanzar brevemente galaxias enteras. Se cree que las explosiones son causadas por el colapso de estrellas masivas, la colisión de estrellas de neutrones o la fusión de una estrella de neutrones y un agujero negro.

Aunque sabemos de su existencia desde hace 60 años, todavía queda mucho por aprender sobre estos extraordinarios eventos. No son solo fugaces y ocurren en lugares aleatorios en el cielo; Nuestra atmósfera absorbe principalmente rayos gamma, lo que dificulta su detección desde la Tierra.

Para detectarlos, los científicos usan telescopios espaciales de rayos gamma que, cuando se encienden, envían mensajes instantáneos automáticos a la Tierra. Esto permite a los astrónomos hacer un seguimiento de los descubrimientos con telescopios terrestres, para buscar «resplandores posteriores» menos activos que a menudo siguen a los rayos gamma.

Supera a toda una galaxia.

El 9 de octubre de 2022, el satélite INTEGRAL de la Agencia Espacial Europea, los satélites Swift y Fermi de la NASA y otros observatorios espaciales detectaron un estallido de rayos gamma que se denominó GRB 221009A. Esto llevó a Daniel Bjorn Malisani, astrónomo de la Universidad de Radboud en los Países Bajos y científico afiliado al Cosmic Dawn Center, a apuntar el Very Large Telescope (VLT) en Chile a GRB 221009A.

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Usando el espectrómetro X-shooter instalado en el VLT, el espectro resultante permitió a Malisani y su equipo medir la distancia exacta a GRB 221009A. Aunque la galaxia anfitriona de la explosión resulta estar a más de 2 mil millones de años luz de distancia, esto en realidad la convierte en una de las explosiones más cercanas. Además, desde una distancia segura, el equipo también pudo calcular la cantidad total de energía liberada por la explosión.

«Los estallidos de rayos gamma siempre están activos, pero este fue absolutamente increíble: en los 290 segundos que duró, GRB 221009A liberó casi 1000 veces más energía que la emitida por nuestro Sol durante sus 4500 millones de años de vida», dice Malisani.

Otra forma de decirlo es que la explosión durante un breve período de tiempo fue mucho más brillante que la luz combinada de cientos de miles de millones de estrellas en la Vía Láctea.

Como de costumbre, este cálculo supone que GRB 221009A liberó la misma cantidad de energía en todas las direcciones. Lo más probable es que la energía esté «concentrada» en un paquete estrecho, en la dirección en la que caemos. Así, la potencia total es algo menor, aunque sigue siendo bastante elevada.

En cualquier caso, es el estallido de rayos gamma más energético jamás detectado, y es 70 veces más brillante que nunca. Incluso se ha informado que afecta la ionosfera de la Tierra.

«Teóricamente, esperaríamos que un evento tan poderoso ocurriera solo una vez cada 10.000 años», explica Malisani. «Nos hace preguntarnos si nuestro descubrimiento fue solo una casualidad, si hay algo que malinterpretamos sobre la naturaleza de los estallidos de rayos gamma».

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Seguido con James Webb

GRB 221009A también se ha rastreado en longitudes de onda más largas utilizando el telescopio espacial James Webb. Estas observaciones fueron dirigidas por Andrew Levan, también de la Universidad de Radboud, aunque Malisani y otros DAWNers también formaron parte del equipo.

Estas observaciones permitieron a los astrónomos caracterizar aún más el estallido de rayos gamma. El telescopio James Webb fue particularmente útil porque, por una desafortunada coincidencia, la explosión dejó una gruesa capa de polvo cósmico dentro de la Vía Láctea. Esto no tiene nada que ver con la explosión en sí, pero dificulta la interpretación de los resultados, porque atenúa la luz de la explosión. Webb observó el resplandor en el infrarrojo medio, que se ve menos afectado por el polvo, lo que brinda una mejor vista del evento.

Pero incluso Webb tiene inconvenientes.

Casper Hines, profesor asistente en el Cosmic Dawn Center, participó en ambos estudios. «Se espera que los estallidos de rayos gamma como GRB 221009A exploten junto con una supernova que debe ‘agregar’ su luz al estallido mismo”, explica. Pero para este estallido, a pesar del enorme espejo de Webb, no pudo encontrar pruebas convincentes de que The presencia de una supernova brillante».

Entonces, ¿la supernova era más débil de lo habitual o faltaba por completo? El jurado aún está deliberando y hay más sorpresas por venir de este misterioso evento único en la vida.

Los artículos han sido aceptados para su publicación en Astronomy & Astrophysics y Astrophysical Journal Letters.

Primer espectro JWST de la próxima aurora GRB: ninguna supernova brillante en las observaciones del GRB más brillante jamás visto, GRB 221009ACartas de revistas astrofísicas (acceso abierto)