6 de julio de 2020
22 de noviembre de 2006

Astrónomos de la Universitat descubren una explosión de rayos gamma con brillo mayor al de la galaxia que la albergaba

VALENCIA, 22 Nov. (EUROPA PRESS) -

Un equipo internacional de astrónomos, en el que ha participado el investigador de la Universitat de València Miguel Angel Aloy, ha descubierto una explosión de rayos gamma en el espacio cuyo brillo ha superado al de la galaxia que la albergaba. Se trata de la primera vez que se da esta característica en una explosión de rayos gamma de corta duración (tan sólo unos centenares de milisegundos), según informó la institución académica en un comunicado.

Según indicó, estos tipos de explosiones son fenómenos "muy energéticos causados por el choque y la unión de un par de estrellas de neutrones o de una estrella de neutrones y un agujero negro en los confines del Universo".

La investigación ha sido publicada en Astrophysical Journal con el título 'GRB 060121: Implications of a short-/intermediate-duration gamma-ray burst at high redshift', firmada por Miguel Angel Aloy, investigador Ramón y Cajal del Departamento de Astronomía y Astrofísica de la Universitat de València. En el trabajo han colaborado también investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía.

La Universitat explicó que los brotes de rayos gamma (GRBs por sus siglas en inglés) "se suelen clasificar en dos grandes grupos dependiendo de su duración y de la dureza del espectro detectado". Los GRBs largos son más suaves y energéticos que los GRBs cortos, aunque la luminosidad intrínseca de ambas clases es semejante.

Así, muy probablemente, GRBs cortos y largos son originados por distintos tipos de sistemas progenitores. De esta forma, mientras que los GRBs largos se asocian con las fases terminales de estrellas mucho más masivas que el Sol, los GRBs cortos tendrían su origen en las mezclas de sistemas formados por dos estrellas de neutrones o una estrella de neutrones y un agujero negro (AN).

En ambos casos, el motor central capaz de inyectar más de la luminosidad de 10 elevado a 51 erg en un GRB consiste en un AN estelar (con una masa entre 2 y 10 veces la de nuestro Sol) rodeado de un disco de acrecimiento y embebido en un campo magnético ultraintenso.

Según explicaron, desde hace diez años la compresión de la fenomenología asociada a los GRBs largos mejoró "sustancialmente" con la detección de la llamada 'postluminiscencia' que sucede a la emisión de rayos gamma (más energéticos) en longitudes de onda más largas (rayos X, visible y radio). Sin embargo, el conocimiento sobre los GRBs cortos y duros ha sido "muy escaso" debido a que, al ser tan breves, no había tiempo para que se pudiera observar su postluminiscencia.

En este sentido, indicaron que la radiación emitida disminuye fuertemente su luminosidad a medida que pasa el tiempo y, por tanto, era imposible conocer ni la distancia ni el tipo de galaxia en la cual los GRBs cortos eran producidos. Esta situación cambió el año pasado debido a la puesta en servicio de los satélites SWIFT y HETE-2 que incluyen detectores en varias bandas de observación y que han hecho posible detectar la postluminiscencia de varios GRBs cortos.

El GRB 060121 fue detectado por el satélite HETE-2 y, dado que era suficientemente brillante, su postluminiscencia pudo ser observada por una serie de telescopios ópticos terrestres de tamaño pequeño y mediano (de entre 1.5 m y 4.2 m). En el análisis preliminar de los datos observacionales, el GRB 060121 fue catalogado como un GRB corto puesto que su duración era de 1.97 s, lo cual le sitúa en la frontera entre GRBs cortos y largos. Sin embargo, un análisis "más detallado" reveló varios hechos "sorprendentes".

Así, en primer lugar, aunque el corrimiento al rojo (z) no se podía calcular exactamente, éste debía ser mayor de 1.7 y, muy probablemente, tan grande como 4.6. "En cualquier caso, ello situaba por primera vez a un GRB corto a distancias comparables con las inferidas para GRBs largos. Es más, este evento es el más distante jamás detectado de entre los GRBs cortos", indicaron.

Por otro lado, "de ser correcta la estimación de la distancia, la energía emitida por el GRB 060121 debía ser también comparable a la de un GRB largo, lo cual es algo excepcional dado que, en promedio, las energías inferidas para GRBs cortos son dos órdenes de magnitud menores que las de los GRBs largos". Finalmente, el GRB 060121 mostraba un espectro mucho más suave que lo habitual en GRBs cortos.

Todas estas particularidades, según explicó Aloy, "nos llevan a pensar que 060121 puede pertenecer a una subfamilia de los GRBs cortos que se caracterizan por estar situados a grandes distancias (z >1) y ser muy energéticos, tanto que su postluminiscencia llega a ser más brillante que la propia galaxia anfitriona en la que son producidos".

Alternativamente, afirmó, podría tratarse de un miembro de una clase de GRBs llamados intermedios. No obstante, al margen de la clasificación concreta que se pueda establecer para este evento, señaló Aloy, "la pregunta más importante a que hay que responder es ¿qué clase de sistema progenitor ha podido dar lugar a un GRB corto tan energético y suave?".

El investigador explicó que sus estimaciones "apuntan a que las mezclas de sistemas binarios descritos más arriba requerirían que el disco de acrecimiento poseyera una masa superior a 0.01 Ms o una eficiencia energética para la conversión de masa acrecida en emisión de neutrinos superior a 0.05, o una combinación adecuada de ambos factores".

"Alternativamente, si la extracción de energía del progenitor se produce debido a procesos de frenado magnético de la rotación del AN central, la intensidad requerida a dicho campo magnético para obtener las energías observadas debería ser superior a los 1016 G, o bien el momento angular adimensional del agujero negro superior a 0.3 o, tal vez, la masa del agujero negro sustancialmente mayor que 3 Ms (o una combinación de esos tres factores)", indicó.

La mayor parte de estos valores "se encuentran en los límites superiores de los valores esperados para dichos parámetros en sistemas de mezclas de binarias compactas e implican que el GRB 060121 ha sido un fenómeno excepcional, tal vez único e irrepetible".