Descubren rasgos extraños en la explosión cósmica más brillante conocida

Cuando se detectó la explosión de rayos gamma conocida como GRB 221009A el 9 de octubre de 2022, la comunidad científica la calificó como la más brillante de todos los tiempos. Ahora, los resultados de una nueva investigación revelan además rasgos extraños en esa explosión.

La mayoría de las explosiones de rayos gamma se producen cuando el núcleo de una estrella más masiva que nuestro Sol se derrumba sobre sí mismo, comprimiéndose de manera colosal y convirtiéndose en un agujero negro. Estos fenómenos liberan en pocos minutos tanta energía como la de nuestro Sol en toda su vida. Los estudios de seguimiento demostraron que GRB 221009A fue 70 veces más brillante y mucho más energética que la explosión que hasta entonces ostentaba el récord.

El equipo de Brendan O’Connor, de la Universidad George Washington en Estados Unidos, ha analizado observaciones de la explosión realizadas por el telescopio espacial NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA.

Los resultados del nuevo análisis indican que la estrella cuyo núcleo se derrumbó sobre sí mismo expulsó un chorro de material que tenía una forma nunca antes observada en chorros de explosiones de rayos gamma. El análisis también indica otros rasgos sin precedentes en esa explosión. Es posible que el origen de estas características extrañas esté en la estrella progenitora, cuyas propiedades físicas podrían haber influido en las características de la explosión. También es posible que un mecanismo totalmente distinto lance al espacio los chorros ultrabrillantes como el estudiado.

Un chorro de partículas atraviesa una estrella al derrumbarse sobre sí mismo el núcleo de esta, formándose un agujero negro, durante un estallido de rayos gamma típico, como se muestra en esta recreación artística. Sin embargo, el chorro creado por la explosión de rayos gamma GRB 221009A tenía algunas características nunca antes vistas. (Ilustración: NASA’s Goddard Space Flight Center)

Los rayos gamma son la forma de luz más energética del universo, pero invisibles para el ojo humano. Todos los estallidos de rayos gamma conocidos se han originado en galaxias fuera de nuestra Vía Láctea, pero son lo suficientemente brillantes como para ser vistos a miles de millones de años-luz de distancia. Algunos aparecen de forma intermitente y duran menos de dos segundos, mientras que los llamados estallidos largos de rayos gamma suelen irradiar rayos gamma durante un minuto o más. Estos objetos pueden irradiar en otras longitudes de onda durante semanas.

El GRB 221009A, un estallido largo de rayos gamma, fue tan brillante que cegó la mayoría de los instrumentos de rayos gamma en el espacio. Unos científicos pudieron reconstruir este evento con datos del telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA para determinar su brillo real. La explosión cósmica también fue detectada por los telescopios espaciales Hubble y James Webb de la NASA, las naves espaciales Wind y Voyager 1 de la NASA, así como el Solar Orbiter de la ESA (Agencia Espacial Europea).

Al igual que otros estallidos de rayos gamma, GRB 221009A tenía un chorro que salía de la estrella en colapso como si fuera disparado al espacio desde una manguera de incendios. Pero el chorro del GRB 221009A destacaba en varios aspectos. En casi todos los estallidos de rayos gamma observados con anterioridad, el chorro era extraordinariamente compacto y apenas había luz o material fuera del estrecho haz. (De hecho, los estallidos de rayos gamma son tan compactos que solo pueden observarse cuando sus chorros apuntan casi directamente a la Tierra).

Por el contrario, en el GRB 221009A el chorro tenía un núcleo estrecho con lados más anchos e inclinados. Algunos de los chorros de rayos gamma más energéticos han mostrado propiedades similares, pero el chorro de la explosión del 9 de octubre de 2022 es único en un aspecto importante: la energía del material del GRB 221009A también varió, lo que significa que, en vez de que todo el material del chorro tuviera la misma energía (como una bala disparada por una pistola), la energía del material varió con la distancia desde el núcleo del chorro. Esto no se había observado nunca antes en un chorro largo de rayos gamma.

La única forma de producir una estructura de chorro diferente y variar la energía es modificar alguna propiedad de la estrella que explotó, como su tamaño, masa, densidad o campo magnético, tal como subraya Eleonora Troja, física de la Universidad de Roma en Italia y coautora del estudio. Habrá que investigar más para poder reconstruir qué fue exactamente lo que ocurrió.

El estudio se titula “A structured jet explains the extreme GRB 221009A". Y se ha publicado en la revista académica Science Advances. (Fuente: NCYT de Amazings)