Las misiones Swift y Fermi de la NASA detectan una explosión cósmica excepcional

El domingo, 9 de octubre, un pulso excepcionalmente brillante y de larga duración de radiación de alta energía, cautivó a astrónomos de todo el planeta. La emisión provino de un estallido de rayos gamma (GRB), la clase más poderosa de explosiones en el universo, que se encuentra entre los eventos más luminosos conocidos.

Una ola de rayos X y rayos gamma atravesó el sistema solar, activando detectores a bordo del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, el Observatorio Neil Gehrels Swift y la nave espacial Wind, entre otros. Los telescopios de todo el mundo apuntaron al fenómeno para estudiar las secuelas y continúan con nuevas observaciones.

Los astrónomos creen que GRB 221009A representa el nacimiento de un nuevo agujero negro formado en el corazón de una estrella que colapsa. En esta ilustración, el agujero negro impulsa poderosos chorros de partículas que viajan cerca de la velocidad de la luz. Los chorros atraviesan la estrella y emiten rayos X y rayos gamma a medida que avanzan hacia el espacio. Crédito: NASA/Swift/Cruz deWilde.

Llamada GRB 221009A, la explosión proporcionó un comienzo inesperadamente emocionante para el 10º Simposio Fermi, una reunión de astrónomos de rayos gamma que ahora se lleva a cabo en Johannesburgo, Sudáfrica. “Es seguro decir que esta reunión realmente comenzó con una explosión: todos hablan de esto”, dijo Judy Racusin, científica adjunta del proyecto Fermi en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland), asistente a la conferencia.

La señal, que se originó en la dirección de la constelación de Sagitario, viajó aproximadamente 1.900 millones de años para llegar a la Tierra. Los astrónomos creen que representa el nacimiento de un nuevo agujero negro, que se formó en el corazón de una estrella masiva colapsando por su propio peso. Un agujero negro naciente impulsa poderosos chorros de partículas que viajan cerca de la velocidad de la luz. Los chorros atraviesan la estrella y emiten rayos X y rayos gamma a medida que avanzan por el espacio.

La explosión también brindó una oportunidad de observación inaugural largamente esperada para un vínculo entre dos experimentos en la Estación Espacial Internacional: el telescopio de rayos X NICER de la NASA y un detector japonés llamado Monitor de imagen de rayos X (MAXI). Activada en abril, la conexión se denomina Orbiting High-energy Monitor Alert Network (OHMAN). Permite que NICER pueda recurrir rápidamente a estallidos detectados por MAXI, acciones que anteriormente requerían la intervención de científicos.

“OHMAN proporcionó una alerta automática que permitió a NICER realizar un seguimiento en tres horas, tan pronto como la fuente se hizo visible para el telescopio”, dijo Zaven Arzoumanian, líder científico de NICER en el Goddard. “Futuras oportunidades podrían resultar en tiempos de respuesta de unos pocos minutos”.

La luz de esta antigua explosión trae consigo nuevos conocimientos sobre el colapso estelar, el nacimiento de un agujero negro, el comportamiento y la interacción de la materia cerca de la velocidad de la luz, las condiciones en una galaxia distante y mucho más. Puede que no vuelva  aparecer otro GRB tan brillante durante décadas.

Esta secuencia construida a partir de los datos del telescopio Fermi revela el cielo en rayos gamma centrados en la ubicación de GRB 221009A. Cada cuadro muestra rayos gamma con energías superiores a 100 millones de electronvoltios (MeV), donde los colores más brillantes indican una señal de rayos gamma más fuerte. En total, representan más de 10 horas de observaciones. El resplandor del plano medio de nuestra galaxia, la Vía Láctea, aparece como una amplia banda diagonal. La imagen tiene unos 20 grados de ancho.
Crédito: NASA/DOE/Fermi LAT.
La estrella débil en el círculo amarillo, que marca el resplandor GRB 221009A, se vuelve mucho más débil en las imágenes visibles de Swift tomadas con 10 horas de diferencia.
Las imágenes tomadas en luz visible por el telescopio ultravioleta/óptico de Swift muestran cómo el resplandor de GRB 221009A (en un círculo) se desvaneció en el transcurso de unas 10 horas. La explosión apareció en la constelación de Sagitario y ocurrió hace 1.900 millones de años. La imagen tiene unos 4 minutos de arco de ancho.
Crédito: NASA/Swift/B. Cenko.

Según un análisis preliminar, el Telescopio de Gran Área (LAT) de Fermi detectó el estallido durante más de 10 horas. Una de las razones del brillo y la longevidad del estallido es que, para un GRB, se encuentra relativamente cerca de nosotros.

“Este estallido está mucho más cerca que los GRB típicos, lo que es emocionante porque nos permite detectar muchos detalles que de otro modo serían demasiado débiles para detectar”, dijo Roberta Pillera, miembro de Fermi LAT Collaboration, que dirigió las comunicaciones iniciales sobre el estallido y es estudiante de un doctorado en la Universidad Politécnica de Bari (Italia). “Pero también se encuentra entre los estallidos más enérgicos y luminosos jamás vistos, independientemente de la distancia, lo que lo hace doblemente emocionante”.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.