|
28 Julio 2017
del Sitio Web
Tendencias21
Observada al detalle
una de las explosiones más
poderosas del universo
Los secretos que rodean la creación de un agujero negro
han sido desvelados durante la
observación
de una de las explosiones más
poderosas del universo,
los estallidos de rayos gamma.
Las observaciones desvelaron
algunas de las incógnitas
sobre el proceso por el que una
explosión de rayos gamma
evoluciona a medida que una
estrella moribunda colapsa
para convertirse en un agujero
negro.
Recreación artística de una explosión de rayos gamma,
que se
cree que ocurre cuando una estrella masiva colapsa,
forma
un agujero negro y dispara chorros de partículas hacia fuera
a casi
la velocidad de la luz.
Crédito
de la imagen:
Goddard
Space Flight Center de la NASA.
Los estallidos de rayos gamma son unos de los eventos más enérgicos
y explosivos del Universo.
Son tan efímeros, desde
unos pocos milisegundos hasta aproximadamente un minuto, que
observarlos con precisión ha sido, hasta ahora, una tarea compleja.
Utilizando varios telescopios terrestres y espaciales, entre ellos
el telescopio robótico MÁSTER-IAC, de la Universidad Estatal de
Moscú, ubicado en el Observatorio del Teide (Tenerife), un equipo
internacional liderado por la Universidad de Maryland (UMD), de
Estados Unidos, y en la que han participado investigadores del
Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha observado con un
detalle sin precedentes una de estas explosiones.
Los resultados (Significant
and Variable Linear Polarization during the Prompt Optical Flash of
GRB 160625B) se publican en la revista Nature.
El evento, denominado
GRB160625B, reveló detalles clave
sobre la fase inicial de la explosión de rayos gamma y la evolución
de los grandes chorros de materia y energía que se forman como
resultado de la misma.
"Las ráfagas de rayos
gamma son eventos catastróficos, relacionados con la explosión
de estrellas masivas de unas 50 veces el tamaño de nuestro sol",
explica Eleonora Troja, investigadora en el Departamento de
Astronomía de la UMD y autora principal del estudio.
"Si clasificamos todas las explosiones del Universo según su
energía, los estallidos de rayos gamma estarían justo detrás del
Big Bang. En cuestión de segundos, el proceso puede emitir tanta
energía como el Sol en toda su vida.
Por ello, nos
interesa mucho conocer cómo suceden estos fenómenos".
Las observaciones
desvelaron algunas de las incógnitas sobre el proceso por el que una
explosión de rayos gamma evoluciona a medida que una estrella
moribunda colapsa para convertirse en
un agujero negro.
En primer lugar, los datos sugieren que el agujero negro produce un
fuerte campo magnético que inicialmente gobierna los chorros de
emisión de energía.
Después, cuando el campo
magnético disminuye, la materia toma el control y comienza a dominar
los chorros.
La mayoría de especialistas en rayos gamma sostenían que los chorros
se regían por la materia o por el campo magnético, pero no por
ambos.
Ahora, los resultados de
esta investigación, sugieren que ambos factores juegan un papel
fundamental.
Nacimiento de
agujeros negros
"Pocos segundos
después de la detección de una explosión de rayos gamma por
el satélite Fermi de la NASA,
el telescopio robótico
MASTER-IAC comenzó a observar
en el visible este fenómeno tan energético que apenas dura unos
segundos y nos ha permitido medir la polarización de la
radiación emitida y conocer así la naturaleza de los procesos
físicos involucrados", explica Rafael Rebolo, director del IAC y
uno de los autores de este trabajo.
"En el futuro - añade - con los telescopios de la red de
telescopios CTA (Cherenkov
Telescope Array) que se instalarán en La Palma se podrá observar
con más detalle este tipo de fenómenos de muy alta energía
vinculados con la formación de agujeros negros".
Los datos sugieren que la
radiación sincrotrón - cuando los
electrones se aceleran en una trayectoria curva o espiral - activa
la fase inicial y extremadamente brillante de la ráfaga, conocida
como la fase "rápida".
Se consideraron durante mucho tiempo otros dos candidatos
principales, además de la radiación sincrotrón:
la radiación del
cuerpo negro, fruto de la emisión de calor de un objeto, y la
radiación Compton inversa, que se produce cuando una partícula
acelerada transfiere energía a un fotón.
"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", apunta Elena Troja.
Logro
importante
"Nuestro estudio
proporciona pruebas convincentes de que la repentina emisión de
rayos gamma es impulsada por la radiación sincrotrón.
Este es un logro
importante porque, a pesar de décadas de investigación, el
mecanismo físico que impulsa los estallidos de rayos gamma aún
no había sido identificado con exactitud".
Fermi, el
Telescopio Espacial de Rayos Gamma de la NASA, fue el primero en
detectar la emisión de rayos gamma de GRB160625B.
Poco después, MASTER-IAC,
de la red de telescopios robóticos MASTER, cuyo principal
investigador es Vladimir Lipunov, de la Universidad Estatal
de Moscú (Rusia), siguió con observaciones en el rango visible
mientras la fase de alerta seguía activa.
MASTER-IAC recopiló datos sobre la cantidad de luz visible
polarizada en relación con la luz total producida durante el rápido
estallido.
Debido a que la radiación
sincrotrón es uno de los fenómenos que pueden polarizar la luz, los
datos proporcionan el vínculo crucial entre la radiación sincrotrón
y la fase inicial de la explosión de rayos gamma.
Un campo magnético también puede influir en la cantidad de luz
polarizada que se emite a medida que pasa el tiempo y la ráfaga
evoluciona.
Debido a que fueron
capaces de analizar los datos de polarización durante casi todo el
estallido de la ráfaga, pudieron discernir la presencia de un campo
magnético y observar cómo cambiaba según GRB160625B continuaba
expulsando los chorros de materia.
|
