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| En la primera película de lapso de tiempo de un estallido de rayos gamma de corta duración en luz milimétrica, vemos el GRB 21106A captado con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). La luz milimétrica que se ve aquí sitúa la ubicación del evento en una galaxia anfitriona distante en imágenes capturadas con el telescopio espacial Hubble. La evolución del brillo de la luz milimétrica proporciona información sobre la energía y la geometría de los chorros producidos en la explosión. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Laskar (Utah), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF) |
Los astrónomos que utilizan el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) han detectado por primera vez el resplandor milimétrico de una explosión de rayos gamma de corta duración, una ardiente explosión causada por la fusión de una estrella de neutrones con otra estrella.
Los estallidos de rayos gamma de corta duración (sGRBs) se producen en la fusión catastrófica de sistemas binarios que involucran a una estrella de neutrones.
Estos eventos explosivos son un lugar conocido de nucleosíntesis del proceso r y, por tanto, una fuente de elementos pesados, como el platino y el oro.
"Estas fusiones se producen debido a la radiación de las ondas gravitacionales que eliminan la energía de la órbita de las estrellas binarias, lo que hace que las estrellas entren en espiral una hacia la otra", explica el Dr. Tanmoy Laskar, astrónomo del Departamento de Astrofísica/IMAPP de la Universidad de Radboud y del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Utah.
"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 breve pulso de radiación de rayos gamma o un sGRB".
Un evento sGRB suele durar sólo unas décimas de segundo. Los astrónomos buscan entonces un resplandor posterior, una emisión de luz causada por la interacción de los chorros con el gas circundante.
Aun así, son difíciles de detectar; sólo se han detectado media docena de sGRB en longitudes de onda de radio, y hasta ahora no se había detectado ninguno en longitudes de onda milimétricas.
"Los resplandores de los sGRB son muy luminosos y energéticos", dijo el Dr. Laskar.
"Pero estas explosiones tienen lugar en galaxias lejanas, lo que significa que su luz puede ser bastante débil para nuestros telescopios en la Tierra".
"Antes de ALMA, los telescopios milimétricos no eran lo suficientemente sensibles para detectar estos resplandores".
A unos 20.000 millones de años luz de la Tierra, un evento sGRB designado SGRB 211106A no es una excepción.
La luz de este sGRB era tan tenue que, aunque las primeras observaciones de rayos X con el Observatorio Swift de la NASA Neil Gehrels vieron la explosión, la galaxia anfitriona era indetectable en esa longitud de onda, y los científicos no pudieron determinar exactamente de dónde procedía la explosión.
"La luz del resplandor posterior es esencial para averiguar de qué galaxia proviene una explosión y para aprender más sobre la propia explosión", dijo el Dr. Laskar.
"Inicialmente, cuando sólo se había descubierto la contrapartida en rayos X, los astrónomos pensaron que SGRB 211106A podría proceder de una galaxia cercana".
"Una cantidad significativa de polvo en la zona también ocultó el objeto de la detección en las observaciones ópticas con el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA".
Cada longitud de onda añadió una nueva dimensión a la comprensión de los científicos de SGRB 211106A, y la milimétrica, en particular, fue fundamental para descubrir la verdad sobre el estallido.
"Las observaciones del Hubble revelaron un campo de galaxias inmóvil", dijo el Dr. Laskar.
"La sensibilidad sin parangón de ALMA nos permitió localizar el sGRB en ese campo con más precisión, y resultó estar en otra galaxia débil, que está más lejos".
"Eso, a su vez, significa que este estallido de rayos gamma de corta duración es aún más potente de lo que pensábamos al principio, lo que lo convierte en uno de los más luminosos y energéticos de los que se tiene constancia".
Fuentes, créditos y referencias:
Tanmoy Laskar et al. 2022. The First Short GRB Millimeter Afterglow: The Wide-Angled Jet of the Extremely Energetic SGRB 211106A. ApJL, in press; arXiv: 2205.03419