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| La impresión artística de los estallidos de rayos gamma de una estrella en el momento posterior a su colapso. Crédito: Universidad de Bath |
Cuando una estrella masiva en una galaxia distante se derrumba, formando un agujero negro, dos chorros gigantes de plasma emisor de luz se disparan desde su núcleo. Estas explosiones de rayos gamma (GRB) extremadamente brillantes son las explosiones más poderosas del universo, y cuando un chorro apunta hacia la Tierra, se puede detectar el resplandor posterior desde los telescopios terrestres y espaciales. El material no solo se catapulta desde una estrella en explosión, sino que acelera a velocidades ultra altas a lo largo del estrecho haz del chorro de rayos gamma, dejando a la astrofísica desconcertada sobre la fuente de energía que impulsa estas explosiones extraordinarias. Ahora, un nuevo estudio internacional dirigido por la Universidad de Bath promete arrojar luz sobre este misterioso fenómeno.
Muchos astrónomos prefieren una explicación para GRBs basada en el modelo de chorro bariónico. Esto afirma que las colisiones violentas repetidas entre el material estallado durante la explosión y el material que rodea a la estrella moribunda producen el destello de rayos gamma y el resplandor posterior que se desvanece, las brasas moribundas de la bola de fuego en expansión.
Una segunda hipótesis, llamada modelo magnético, postula que un campo magnético enorme y primordial en la estrella colapsa segundos después de la explosión inicial, liberando energía para alimentar la prodigiosa explosión.
Ahora, por primera vez, un equipo internacional de investigadores ha encontrado evidencia que respalda este modelo magnético. Trabajando en colaboración con investigadores del Reino Unido, Italia, Eslovenia, Rusia, Sudáfrica y España, los astrofísicos de Bath examinaron los datos del colapso de una estrella masiva en una galaxia a 4.500 millones de años luz de distancia. Fueron alertados del colapso de la estrella después de que su flash de rayos gamma (llamado GRB 190114C) fuera detectado por el Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA.
Los investigadores notaron un nivel de polarización sorprendentemente bajo en la explosión de rayos gamma en los momentos posteriores al colapso de la estrella, lo que indica que el campo magnético de la estrella había sido destruido durante la explosión.
Nuria Jordana-Mitjans, autora principal del artículo de Astrophysical Journal y titular de la beca de posgrado de Hiroko y Jim Sherwin en Astrofísica, dijo: "De estudios anteriores, esperábamos detectar una polarización de hasta el 30% durante los primeros cien segundos después de la explosión. Así que nos sorprendió medir solo 7,7% menos de un minuto después de la explosión, seguido de una caída repentina al 2% poco después".
Ella agregó: "Esto nos dice que los campos magnéticos colapsaron catastróficamente justo después de la explosión, liberando su energía y alimentando la luz brillante detectada a través del espectro electromagnético".
Los GRB son detectados por satélites dedicados que orbitan la Tierra, sin embargo, nadie puede predecir dónde o cuándo aparecerá un GRB, por lo que los científicos confían en telescopios robóticos autónomos de respuesta rápida para captar la luz que se desvanece rápidamente después del resplandor. Segundos después de que el observatorio de la NASA identificara el GRB 190114C, los telescopios robóticos ubicados en las Islas Canarias y Sudáfrica recibieron la notificación de descubrimiento de la NASA y fueron rechazados. Un minuto después del descubrimiento de GRB, los telescopios estaban recopilando datos sobre las emisiones.
La profesora Carole Mundell, directora de Astrofísica de la Universidad de Bath y coautora de la investigación, dijo: "Nuestros innovadores sistemas de telescopio son completamente autónomos, sin humanos en el circuito, por lo que tomaron muy rápidamente y comenzaron a tomar observaciones del GRB casi inmediatamente después de su descubrimiento por el satélite Swift".
El profesor Mundell continuó: "Es notable que desde la comodidad de nuestros hogares, pudimos descubrir la importancia de los campos magnéticos primordiales para impulsar una explosión cósmica en una galaxia distante".
Muchos astrónomos prefieren una explicación para GRBs basada en el modelo de chorro bariónico. Esto afirma que las colisiones violentas repetidas entre el material estallado durante la explosión y el material que rodea a la estrella moribunda producen el destello de rayos gamma y el resplandor posterior que se desvanece, las brasas moribundas de la bola de fuego en expansión.
Una segunda hipótesis, llamada modelo magnético, postula que un campo magnético enorme y primordial en la estrella colapsa segundos después de la explosión inicial, liberando energía para alimentar la prodigiosa explosión.
Ahora, por primera vez, un equipo internacional de investigadores ha encontrado evidencia que respalda este modelo magnético. Trabajando en colaboración con investigadores del Reino Unido, Italia, Eslovenia, Rusia, Sudáfrica y España, los astrofísicos de Bath examinaron los datos del colapso de una estrella masiva en una galaxia a 4.500 millones de años luz de distancia. Fueron alertados del colapso de la estrella después de que su flash de rayos gamma (llamado GRB 190114C) fuera detectado por el Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA.
Los investigadores notaron un nivel de polarización sorprendentemente bajo en la explosión de rayos gamma en los momentos posteriores al colapso de la estrella, lo que indica que el campo magnético de la estrella había sido destruido durante la explosión.
Nuria Jordana-Mitjans, autora principal del artículo de Astrophysical Journal y titular de la beca de posgrado de Hiroko y Jim Sherwin en Astrofísica, dijo: "De estudios anteriores, esperábamos detectar una polarización de hasta el 30% durante los primeros cien segundos después de la explosión. Así que nos sorprendió medir solo 7,7% menos de un minuto después de la explosión, seguido de una caída repentina al 2% poco después".
Ella agregó: "Esto nos dice que los campos magnéticos colapsaron catastróficamente justo después de la explosión, liberando su energía y alimentando la luz brillante detectada a través del espectro electromagnético".
Los GRB son detectados por satélites dedicados que orbitan la Tierra, sin embargo, nadie puede predecir dónde o cuándo aparecerá un GRB, por lo que los científicos confían en telescopios robóticos autónomos de respuesta rápida para captar la luz que se desvanece rápidamente después del resplandor. Segundos después de que el observatorio de la NASA identificara el GRB 190114C, los telescopios robóticos ubicados en las Islas Canarias y Sudáfrica recibieron la notificación de descubrimiento de la NASA y fueron rechazados. Un minuto después del descubrimiento de GRB, los telescopios estaban recopilando datos sobre las emisiones.
La profesora Carole Mundell, directora de Astrofísica de la Universidad de Bath y coautora de la investigación, dijo: "Nuestros innovadores sistemas de telescopio son completamente autónomos, sin humanos en el circuito, por lo que tomaron muy rápidamente y comenzaron a tomar observaciones del GRB casi inmediatamente después de su descubrimiento por el satélite Swift".
El profesor Mundell continuó: "Es notable que desde la comodidad de nuestros hogares, pudimos descubrir la importancia de los campos magnéticos primordiales para impulsar una explosión cósmica en una galaxia distante".
Más información: N. Jordana-Mitjans et al, Luz poco polarizada de un chorro altamente magnetizado de GRB 190114C, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/1538-4357/ab7248
