Midiendo el universo con explosiones que rompen estrellas


Un equipo internacional de 23 investigadores dirigido por Maria Dainotti, profesora asistente en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), analizó datos de archivo de poderosas explosiones cósmicas de la muerte de estrellas y encontró una nueva forma de medir distancias en el universo distante.

Sin puntos de referencia en el espacio, es muy difícil tener una sensación de profundidad. Una técnica que usan los astrónomos es buscar «velas estándar», objetos o eventos donde la física subyacente dicta que el brillo absoluto (lo que verías si estuvieras justo al lado) es siempre el mismo. Al comparar este brillo absoluto calculado con el brillo aparente (lo que realmente se observa desde la Tierra), es posible determinar la distancia a la vela estándar y, por extensión, a otros objetos en la misma área.

Imagen conceptual de esta investigación: uso de ráfagas de rayos gamma para determinar la distancia en el espacio. Crédito: NAOJ

La falta de velas estándar lo suficientemente brillantes como para verse a más de 11 mil millones de años luz de distancia ha dificultado la investigación sobre el universo distante. Los estallidos de rayos gamma (GRB), estallidos de radiación producidos por la muerte de estrellas masivas, son lo suficientemente brillantes, pero su brillo depende de las características de la explosión.

Aceptando el desafío de intentar usar estos eventos brillantes como velas estándar, el equipo analizó datos de archivo para las observaciones de luz visible de 500 GRB tomadas por telescopios líderes en el mundo como el Telescopio Subaru (propiedad y operado por NAOJ), RATIR y satélites. como el Observatorio Neil Gehrels Swift.

Al estudiar el patrón de la curva de luz de cómo el GRB se ilumina y se atenúa con el tiempo, el equipo identificó una clase de 179 GRB que tienen características comunes y probablemente han sido causados ​​por fenómenos similares. A partir de las características de las curvas de luz, el equipo pudo calcular un brillo y una distancia únicos para cada GRB que se puede utilizar como herramienta cosmológica.

Estos hallazgos proporcionarán nuevos conocimientos sobre la mecánica detrás de esta clase de GRB y proporcionarán una nueva vela estándar para observar el universo distante. El autor principal, Dainotti, había encontrado previamente un patrón similar en las observaciones de rayos X de los GRB, pero se ha revelado que las observaciones de luz visible son más precisas para determinar los parámetros cosmológicos.

Estos resultados aparecieron en la serie de suplementos de The Astrophysical Journal el 21 de julio de 2022.

Con información de National Astronomical Observatory of Japan

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