Descubren el origen de las explosiones más potentes del universo

Los científicos han utilizado datos de múltiples telescopios para resolver preguntas sobre las explosiones más poderosas del universo: las ráfagas de rayos gamma.

Esta explosión ha revelado detalles clave sobre la fase inicial "inmediata" de los estallidos de rayos gamma y la evolución de los grandes chorros de materia y energía que se forman como resultado de la explosión. Las conclusiones se han publicado en la revista Nature.

"Las ráfagas de rayos gamma son eventos catastróficos, relacionados con la explosión de estrellas masivas 50 veces el tamaño de nuestro Sol. Si clasificamos todas las explosiones en el universo basado en su poder, las ráfagas de rayos gamma estarían justo detrás del Big Bang", comenta Eleonora Troja, líder del trabajo.

Los datos recabados de la magna explosión sugieren que cuando estrellas muy masivas mueren, se derrumban sobre sí mismas y dan lugar a un agujero negro, este produce un fuerte campo magnético que inicialmente domina los chorros de emisión de energía. Pero, cuando el campo magnético se rompe, la materia toma el control y domina esos chorros de energía; esto es,
los resultados actuales evidencian que ambos factores juegan un papel clave en la emisión de chorros de rayos gamma.

 

 

"Ha habido una dicotomía en la comunidad científica y encontramos evidencia para ambos modelos, lo que sugiere que los chorros de rayos gamma tienen una naturaleza dual e híbrida. Los chorros comienzan magnéticos, pero a medida que crecen, el campo magnético se degrada y pierde dominio, la materia toma el control y domina los chorros, aunque a veces puede sobrevivir un vestigio más débil del campo magnético", aclara Troja.

Además, los datos también aluden a que el fenómeno que explica paso a paso el comportamiento de estos violentos estallidos es la radiación de sincrotrón -la radiación electromagnética generada cuando los electrones se mueven según una trayectoria curva a alta velocidad en un campo magnético-. Así,
la radiación de sincrotrón activaría la fase inicial, extremadamente brillante de la ráfaga, conocida como la fase "rápida".


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La radiación sincrotrón es el único mecanismo de emisión que puede crear el mismo grado de polarización y el mismo espectro que observamos al principio de la explosión. Nuestro estudio proporciona evidencia convincente de que la emisión de rayos gamma provocada por la radiación sincrotrón es un logro importante porque, a pesar de décadas de investigación, el mecanismo físico que impulsa las ráfagas de rayos gamma aún no había sido identificado inequívocamente", dice Troja.

El fenómeno es tan rápido y pasajero que requiere una respuesta casi en tiempo real para captarlo: "Los eventos son impredecibles y una vez que el estallido ocurre, desaparece. Tenemos la fortuna de tener observaciones de una amplia variedad de fuentes, especialmente durante la fase inicial, que es muy difícil de capturar", comenta Alexander Kutyrev, coautor del trabajo.

 

"Este estallido fue único porque captamos el estado de polarización en una etapa temprana. Esto es difícil de hacer porque requiere un tiempo de reacción muy rápido y hay relativamente pocos telescopios con esta capacidad", concluye Kutyrev.

 

Referencia: Significant and variable linear polarization during the prompt optical flash of GRB 160625B. Nature (27 July 2017) doi:10.1038/nature23289

 

Crédito imagen: NASA's Goddard Space Flight Center / S.Karpov, G.Beskin (SAO RAS and Kazan Federal University, Russia), S.Bondar, E.Ivanov, E.Katkova, N.Orekhova, A.Perkov (OJS RPC PSI, Russia), A.Biryukov (SAI MSU and Kazan Federal University, Russia), V.Sasyuk (Kazan Federal University, Russia)

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