Los científicos han relacionado una explosión muy inusual de luz de alta energía de una galaxia cercana con una fusión de estrellas de neutrones.
El evento, detectado en diciembre de 2021 por el Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA y el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, fue un estallido de rayos gamma, una explosión inmensamente energética que puede durar desde unos pocos milisegundos hasta varias horas.
Este estallido de rayos gamma, identificado como GRB 211211A, duró aproximadamente un minuto, una explosión relativamente larga, que normalmente indicaría el colapso de una estrella masiva en una supernova. Pero este evento contenía un exceso de luz infrarroja y fue mucho más débil y se desvaneció más rápido que una supernova clásica, lo que sugiere que algo diferente estaba sucediendo.
En un nuevo estudio, publicado en Nature, un equipo internacional de científicos demostró que la luz infrarroja detectada en el estallido procedía de una kilonova. Este es un evento raro, que se cree que se genera cuando las estrellas de neutrones, o una estrella de neutrones y un agujero negro chocan, produciendo elementos pesados como el oro y el platino. Hasta ahora, estos eventos, llamados kilonovas, solo se han asociado con estallidos de rayos gamma con una duración de menos de dos segundos.
El trabajo fue dirigido por Jillian Ratinejad en la Universidad Northwestern en los EE. UU. junto con físicos de la Universidad de Birmingham y la Universidad de Leicester en el Reino Unido y la Universidad Radboud en los Países Bajos.
El Dr. Matt Nicholl, profesor asociado de la Universidad de Birmingham, modeló la emisión de kilonovas. “Encontramos que este evento produjo alrededor de 1.000 veces la masa de la Tierra en elementos muy pesados. Esto apoya la idea de que estas kilonovas son las principales fábricas de oro en el universo”, dijo.
Aunque se sospecha que hasta el 10% de los estallidos largos de rayos gamma son causados por la fusión de estrellas de neutrones o estrellas de neutrones y agujeros negros, no se había identificado previamente ninguna evidencia firme, en forma de kilonovas.
El Dr. Gavin Lamb, investigador postdoctoral de la Universidad de Leicester, explicó: “A un estallido de rayos gamma le sigue un resplandor que puede durar varios días. Estos resplandores se comportan de una manera muy característica, y modelándolos podemos exponer cualquier componente de emisión adicional, como una supernova o una kilonova”.
La kilonova generada por GRB 211211A es la más cercana que se ha descubierto sin ondas gravitacionales, y tiene implicaciones emocionantes para la próxima serie de observación de ondas gravitacionales, que comenzará en 2023. Su proximidad a una galaxia vecina a solo 1.000 millones de años luz de distancia dio a los científicos la oportunidad de estudiar las propiedades de la fusión con un detalle sin precedentes.
Un artículo relacionado de la misma colaboración en Nature Astronomy, dirigido por el Dr. Benjamin Gompertz, profesor asistente de la Universidad de Birmingham, describe algunas de estas propiedades.
En particular, el equipo identificó cómo el chorro de electrones de alta energía, que viajaba casi a la velocidad de la luz y provocaba el estallido de rayos gamma, cambiaba con el tiempo. Se demostró que el enfriamiento de este chorro es responsable de la emisión de GRB de larga duración.
En el documento, el equipo también describió cómo la observación cercana de GRB 211211A puede ofrecer información fascinante sobre otros estallidos de rayos gamma no explicados previamente que parecen no encajar con las interpretaciones estándar.
El Dr. Gompertz dijo: “Este fue un GRB notable. No esperamos que las fusiones duren más de unos dos segundos. De alguna manera, este impulsó un avión durante casi un minuto completo. Es posible que el comportamiento se explique por una larga duración”. una estrella de neutrones duradera, pero no podemos descartar que lo que vimos fuera una estrella de neutrones desgarrada por un agujero negro.
“Estudiar más de estos eventos nos ayudará a determinar cuál es la respuesta correcta y la información detallada que obtuvimos de GRB 211211A será invaluable para esta interpretación”.
Con información de Nature
