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Uno de los destellos más potentes del cielo, resultado de la colisión de una estrella y una estrella de neutrones, ha sido observado por primera vez por la radioastronomía de longitud de onda milimétrica, ofreciendo una visión sin precedentes de uno de los acontecimientos más violentos del Cosmos.
Un equipo de investigación dirigido por la Universidad Northwestern en Illinois, y la Universidad Radboud en los Países Bajos, utilizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, o radiotelescopio ALMA en Chile, para capturar el resplandor posterior del GRB 211106A, un corto estallido de rayos gamma (GRB) que se originó en una galaxia a 20 mil millones de años luz de distancia.
“Este corto estallido de rayos gamma fue la primera vez que intentamos observar un evento de este tipo con ALMA”, dijo el profesor de física y astronomía de Northwestern Wen-fai Fong en un comunicado. “Los resplandores de los estallidos cortos son muy difíciles de encontrar, por lo que fue espectacular captar este evento brillando tanto”.
El Dr. Fong es uno de los muchos autores de un estudio sobre la observación que se publicará en un próximo número de Astrophysical Journal Lettersy ya está disponible en línea en el sitio web académico preprint archive arxiv.org.
Los GRBs son potentes estallidos de radiación gamma que se producen cuando las estrellas masivas colapsan en agujeros negros, o cuando las densas estrellas de neutrones de un sistema binario se fusionan con sus estrellas compañeras para formar un agujero negro, un intenso evento cataclísmico que se cree que forja la mayoría de los elementos más pesados del universo, como el oro y el plutonio.
“Estas fusiones se producen debido a la radiación de las ondas gravitacionales que eliminan la energía de la órbita de las estrellas binarias, haciendo que las estrellas entren en espiral una hacia la otra”, dijo en un comunicado el astrónomo de la Universidad de Radboud y autor principal del trabajo, Tanmoy Laskar. “La explosión resultante va acompañada de chorros que se mueven a una velocidad cercana a la de la luz. Cuando uno de estos chorros apunta a la Tierra, observamos un breve pulso de radiación de rayos gamma o un GRB de corta duración.”
Los GRBs cortos pueden durar sólo una fracción de segundo, pero su resplandor posterior puede persistir en longitudes de onda de luz más largas y menos energéticas durante minutos o incluso días.
Este fue el caso del GRB 211106A, cuyo resplandor fue detectado por primera vez en luz de rayos X por el Observatorio Swift de la NASA, luego en luz infrarroja por el Telescopio Espacial Hubble, y más recientemente en luz de radio milimétrica por ALMA. Sólo con la adición de la observación de ALMA, el GRB fue localizado en una galaxia distante.
“Las observaciones del Hubble revelaron un campo inmóvil de galaxias”, dijo el Dr. Laskar en un comunicado. “La sensibilidad sin parangón de ALMA nos permitió localizar el GRB en ese campo con más precisión, y resultó estar en otra galaxia débil, que está más lejos. Eso, a su vez, significa que este estallido de rayos gamma de corta duración es aún más potente de lo que pensábamos al principio, lo que lo convierte en uno de los más luminosos y energéticos de los que se tiene constancia.”
La longitud de onda milimétrica también proporcionó a los científicos una imagen más clara de la estructura y la densidad del entorno alrededor del GRB, según el Dr. Fong, e incluso permitió a los investigadores medir la anchura aparente del chorro que desencadenó el estallido en algo más de 15 grados, una de las más amplias jamás medidas.
El estudio pone de manifiesto el valor de observar fenómenos complejos en múltiples longitudes de onda utilizando las herramientas más sofisticadas disponibles, entre las que se encuentra ahora el recientemente operativo telescopio espacial James Webb.
“En el futuro, también podríamos utilizar el JWST para capturar resplandores infrarrojos y estudiar su composición química”, dijo el Dr. Laskar en un comunicado. “Estoy entusiasmado con estos próximos descubrimientos en nuestro campo”.
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