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Las luces más brillantes del universo parpadean porque las violentas expulsiones de gas de las estrellas moribundas se tambalean.
Esa es la conclusión de un estudio publicado el miércoles en The Astrophysical Journal Letters, en el que un equipo de astrofísicos dirigido por científicos de la Universidad Northwestern, en Illinois, utilizó un modelo computacional para comprender mejor los colapsares, estrellas masivas y moribundas en proceso de colapso para formar agujeros negros. Se cree que a medida que las estrellas mueren, generan estallidos de rayos gamma, o GRBs, destellos de luz increíblemente brillantes, pero breves, que hasta ahora desconcertaban a los científicos, ya que también parpadeaban.
El nuevo estudio no sólo proporciona a los científicos una mejor comprensión de cómo se forman los agujeros negros y por qué los GRB parpadean, sino que podría obligarles a revisar por completo su comprensión de la prevalencia de los GRB en el cosmos.
Cuando las estrellas extremadamente masivas se quedan sin combustible para mantener sus fuegos termonucleares, colapsan bajo su propio peso para formar un agujero negro. Pero toda la masa de la estrella no desaparece de golpe en el agujero negro, y como el gas estelar se comprime en un disco giratorio dentro del corazón de la estrella al caer en el agujero negro, genera enormes energías, que estallan hacia fuera como un chorro de gas caliente y radiación.
Estos chorros son los eventos más poderosos del universo”, dijo en un comunicado el astrofísico de la Universidad Northwestern y autor del estudio, Ore Gottlieb. “Estudios anteriores han tratado de entender cómo funcionan, pero esos estudios estaban limitados por la capacidad de cálculo y tenían que incluir muchas suposiciones. Nosotros pudimos modelar toda la evolución del chorro”.
Su modelo mostró que los chorros sólo generan GRBs una vez que perforan lo que queda de la estrella y salen al espacio.
“El chorro genera un GRB cuando alcanza unas 30 veces el tamaño de la estrella – o un millón de veces el tamaño del agujero negro”, dijo Gottlieb. “En otras palabras, si el agujero negro es del tamaño de una pelota de playa, el chorro necesita expandirse por todo el tamaño de Francia antes de producir un GRB”.
La modelización también mostró que mientras los chorros se abren paso en el espacio, más materia estelar cae sobre el disco giratorio de gas magnetizado que cae en el agujero negro. Esto inclina el disco, haciendo que éste, y los chorros, se tambaleen.
Así que, en lugar de que los GRBs se apaguen y vuelvan a encenderse con extrema lucidez, resulta que en realidad se balancean dentro y fuera de la vista desde la perspectiva del observador a medida que el disco se tambalea.
Pero esto tiene implicaciones para los GRBs en general.
Estos estallidos de corta duración ya se consideraban raros, ya que sólo el 1% de los colapsares producen GRBs. Pero la naturaleza bamboleante de los chorros significa que debería haber más oportunidades para que los astrónomos capten los GRBs a medida que se balancean a la vista, y los investigadores concluyen que deberían ser unas 10 veces más observables de lo que son en realidad.
“El bamboleo aumenta el número de GRBs detectables, por lo que la corrección de la tasa observada a la verdadera [of GRBs] es menor”, dijo Gottlieb. “Si pasamos por alto menos GRBs, entonces hay menos GRBs en general en el cielo”.
Esta constatación podría ayudar a los científicos a entender mejor los últimos momentos de la vida de las estrellas masivas y cómo forman agujeros negros, ya que una explicación de la rareza de los GRB es que los chorros generados en la mayoría de los colapsos nunca perforan la masa restante de la estrella.
“El estudio de los chorros nos permite ‘ver’ lo que ocurre en el interior de la estrella mientras colapsa”, dijo Gottlieb. “De lo contrario, es difícil aprender lo que sucede en una estrella colapsada porque la luz no puede escapar del interior estelar. Pero podemos aprender de la emisión del chorro”.
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