Los estallidos de rayos gamma pueden ayudar a los astrónomos a medir grandes distancias en todo el universo


Ahora que el telescopio espacial James Webb está operativo, los astrónomos pueden estudiar algunas de las galaxias más débiles y distantes jamás vistas. Según algunos relatos, es posible que ya hayamos capturado la imagen de una galaxia de cuando el universo tenía solo 300 millones de años. Pero no podemos estar completamente seguros de su distancia, y eso es un gran problema para los astrónomos.

Una ilustración de un poderoso estallido de rayos gamma. Crédito: NAOJ

¿Cómo se mide la distancia de la galaxia más lejana? Si eres astrónomo, confías en su corrimiento al rojo observado. Dado que el universo se está expandiendo, cuanto más distante está la galaxia, más se desplaza hacia el rojo su luz. Para calcular la distancia de la galaxia, los astrónomos introducen el corrimiento al rojo en una fórmula derivada del modelo cosmológico estándar. Al observar todo, desde estrellas variables hasta supernovas distantes, conocemos muy bien la relación entre el corrimiento al rojo y la distancia. Así que haz los cálculos y obtén la distancia.

Por supuesto, las galaxias más distantes están más lejos que las observaciones de calibración del modelo estándar. Podemos extrapolar el modelo estándar para estas distancias de galaxias, pero eso supone que la aceleración cósmica no era radicalmente diferente en aquel entonces. No hay razón para suponer que nuestra suposición es incorrecta, pero sería bueno obtener medidas de distancia en los límites de las galaxias de Webb. Desafortunadamente, el tipo de supernovas que usamos para estas mediciones de distancia no son lo suficientemente brillantes como para verse a esa distancia. Pero un nuevo estudio encuentra que podríamos usar estallidos de rayos gamma en su lugar.

Los estallidos de rayos gamma, o GRB, son explosiones de radiación gamma de corta duración. Es probable que sean causados ​​por explosiones de hipernova de estrellas gigantes, y son extremadamente poderosos. Un solo GRB libera más energía de la que emitirá el Sol en toda su vida útil de 10 mil millones de años. Pero las curvas de luz de los GRB son complejas, lo que dificulta encontrar un patrón común.

La escalera de distancia cósmica para medir distancias galácticas. Crédito: NASA, ESA, A. Feild (STScI) y A. Riess (STScI/JHU)

En este último estudio, el equipo no observó la variación de la luz de rayos gamma, sino la luz óptica. Observaron las curvas de luz óptica de 500 GRB conocidos y encontraron casi 180 con un patrón común. Muchos de estos GRB están lo suficientemente cerca como para que sepamos sus distancias, por lo que el equipo pudo usar sus brillos observados para calcular los brillos reales. Esto significa que si se detecta un GRB realmente distante de este tipo común, los astrónomos pueden usar su brillo observado para calcular su distancia, extendiendo así nuestra escala de distancia cósmica. Con el tiempo, podríamos probar nuestra suposición sobre el modelo estándar con esta técnica.

Entonces, si bien todos están legítimamente entusiasmados con los descubrimientos del telescopio espacial James Webb, es bueno saber que los astrónomos también están trabajando en herramientas para respaldar los descubrimientos que realizará Webb.

Con información de Universetoday

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