Observan por primera vez una misteriosa explosión con radioastronomía de longitud de onda milimétrica

Los radioastrónomos acaban de capturar el resplandor posterior único de un evento explosivo masivo en el universo distante

Las misteriosas auroras boreales desde el espacio

Uno de los destellos más potentes del cielo, resultado de la colisión de una estrella y una estrella de neutrones, acaba de ser observado por primera vez gracias a la radioastronomía de longitud de onda milimétrica. Ahora contamos con una visión sin precedentes de uno de los eventos más violentos del Cosmos.

Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Northwestern en Illinois y la Universidad de Radboud en los Países Bajos utilizó el radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) en Chile para capturar el resplandor de GRB 211106A, un breve estallido de rayos gamma (GRB) cuyo origen se determinó en una galaxia situada a 20.000 millones de años luz.

“Este breve estallido de rayos gamma fue la primera vez que intentamos observar un evento de este tipo con ALMA”, dijo el profesor de física y astronomía de Northwestern, Wen-fai Fong, en un comunicado. “Los resplandores posteriores para ráfagas cortas son muy difíciles de encontrar, por lo que fue espectacular ver este evento brillando tan intensamente”.

El Dr. Fong es uno de los muchos autores de un estudio sobre la observación que se publicará en la próxima edición de Astrophysical Journal Letters, y está disponible en línea ahora en el archivo académico de preimpresión arxiv.org.

Los GRB son poderosos estallidos de radiación gamma que ocurren cuando las estrellas masivas colapsan en agujeros negros, o cuando las estrellas de neutrones densas en un sistema binario se fusionan con sus estrellas compañeras para formar un agujero negro. Se cree que este último evento catastrófico intenso forja la mayoría de los elementos más pesados en el universo, como el oro y el plutonio.

“Estas fusiones ocurren debido a la radiación de ondas gravitacionales que elimina la energía de la órbita de las estrellas binarias, lo que hace que las estrellas giren en espiral una hacia la otra”, dijo en un comunicado el astrónomo de la Universidad de Radboud y autor principal del artículo, Tanmoy Laskar. “La explosión resultante va acompañada de chorros que se mueven a una velocidad cercana a la de la luz. Cuando uno de estos chorros apunta a la Tierra, observamos un pulso corto de radiación de rayos gamma o un GRB de corta duración”.

Los GRB cortos pueden durar apenas una fracción de segundo, pero su resplandor puede persistir en longitudes de onda de luz más largas y menos energéticas durante minutos o incluso días.

Tal fue el caso de GRB 211106A, cuyo resplandor fue detectado por primera vez en rayos X por el Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA; luego fue encontrado en luz infrarroja por el telescopio espacial Hubble, y más recientemente en luz de radio milimétrica por ALMA. Fue gracias a la adición de la observación de ALMA que el GRB fue localizado en una galaxia distante.

“Las observaciones del Hubble revelaron un campo inmutable de galaxias”, dijo el Dr. Laskar en un comunicado. “La sensibilidad sin igual de ALMA nos permitió delimitar la ubicación del GRB en ese campo con mayor precisión, y resultó estar en otra galaxia tenue, que está más lejos. Eso, a su vez, significa que este estallido de rayos gamma de corta duración es incluso más poderoso de lo que pensábamos al principio, lo que lo convierte en uno de los más luminosos y enérgicos registrados”.

La longitud de onda milimétrica también proporcionó a los científicos una imagen más clara de la estructura y la densidad del entorno del GRB, según el Dr. Fong, e incluso permitió a los investigadores medir la anchura aparente del chorro que desencadenó el estallido en poco más de 15 grados, una de las más amplias jamás medidas.

El estudio destaca el valor de observar fenómenos complejos a través de múltiples longitudes de onda utilizando las herramientas más sofisticadas disponibles, que ahora incluye el recién estrenado telescopio espacial James Webb.

“En el futuro, también podríamos usar el telescopio Webb para capturar resplandores infrarrojos y estudiar su composición química”, dijo el Dr. Laskar en un comunicado. “Estoy entusiasmado con estos próximos descubrimientos en nuestro campo”.

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