Gemini y Blanco desentrañan el estallido de rayos gamma más largo

Los estallidos de rayos gamma (GRB) se encuentran entre las explosiones más potentes del universo, solo superadas por el Big Bang. Se observa que la mayoría de estos estallidos centellean y se desvanecen en cuestión de segundos o minutos. Sin embargo, el 2 de julio de 2025, los astrónomos fueron alertados de una fuente de GRB que presentaba estallidos repetitivos que durarían más de siete horas. Este evento, denominado GRB 250702B, es el estallido de rayos gamma más largo jamás presenciado por la humanidad.

GRB 250702B fue identificado por primera vez por el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi (Fermi) de la NASA. Poco después de que telescopios espaciales detectaran los estallidos iniciales de rayos gamma y determinaran su ubicación en el cielo en rayos X, astrónomos de todo el mundo lanzaron campañas para observar el evento en longitudes de onda de luz adicionales. Una de las primeras revelaciones sobre este evento se produjo cuando las observaciones infrarrojas realizadas por el Very Large Telescope (VLT) de ESO establecieron que la fuente del GRB 250702B se encuentra en una galaxia exterior a la nuestra, algo que hasta entonces había sido una incógnita.

Capturando y analizando el resplandor
Posteriormente, un equipo de astrónomos dirigido por Jonathan Carney, estudiante de posgrado de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, se propuso capturar el resplandor evolutivo del evento, o las emisiones de luz que se desvanecen tras el destello inicial de rayos gamma, extremadamente brillante. Las propiedades de estas emisiones pueden proporcionar pistas sobre el tipo de evento que causó el GRB.

Para comprender mejor la naturaleza de este evento sin precedentes, el equipo utilizó tres de los telescopios terrestres más potentes del mundo: el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros de la NSF y los telescopios gemelos del Observatorio Internacional Gemini de 8,1 metros. Este trío observó el GRB 250702B desde aproximadamente 15 horas después de la primera detección hasta unos 18 días después. El equipo presenta sus hallazgos en un artículo publicado el 26 de noviembre en The Astrophysical Journal Letters.

El telescopio Blanco se encuentra en Chile, en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO) de la NSF, un programa de NSF NOIRLab. El Observatorio Internacional Gemini está compuesto por el telescopio Gemini Norte en Hawái y el telescopio Gemini Sur en Chile.

«La capacidad de apuntar rápidamente los telescopios Blanco y Gemini con poca antelación es crucial para capturar eventos transitorios como los estallidos de rayos gamma», afirma Carney. «Sin esta capacidad, nuestra comprensión de los eventos distantes en el dinámico cielo nocturno sería limitada».

El equipo utilizó un conjunto de instrumentos para su investigación: el sensor de imágenes infrarrojas de campo amplio NEWFIRM y la Cámara de Energía Oscura (DECam) de 570 megapíxeles fabricada por el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), ambos montados en el telescopio Blanco, y los Espectrógrafos Multiobjeto Gemini (GMOS), montados en Gemini Norte y Gemini Sur.

Hallazgos sobre el estallido y su entorno
El análisis de las observaciones reveló que el GRB 250702B no podía verse en luz visible, en parte debido al polvo interestelar de nuestra galaxia, la Vía Láctea, pero sobre todo al polvo de la galaxia anfitriona del GRB. De hecho, Gemini Norte, que proporcionó la única detección de la galaxia anfitriona en longitudes de onda cercanas al visible, requirió casi dos horas de observaciones para captar la tenue señal bajo las franjas de polvo.

Carney y su equipo combinaron estos datos con nuevas observaciones realizadas con el Telescopio Keck I en el Observatorio W. M. Keck, así como con datos públicos del VLT, el Telescopio Espacial Hubble (HST) de la NASA y observatorios de rayos X y radio. Compararon este sólido conjunto de datos con modelos teóricos, que son marcos que explican el comportamiento de los fenómenos astronómicos. Los modelos pueden utilizarse para hacer predicciones que luego pueden contrastarse con datos observacionales para refinar la comprensión científica.

El análisis del equipo estableció que la señal inicial de rayos gamma probablemente provino de un chorro estrecho de material a alta velocidad que impactó contra el material circundante, conocido como chorro relativista. El análisis también ayudó a caracterizar el entorno alrededor del GRB y la galaxia anfitriona en general.

Descubrieron que existe una gran cantidad de polvo alrededor del lugar del estallido y que la galaxia anfitriona es extremadamente masiva en comparación con la mayoría de las galaxias anfitrionas de GRB. Los datos respaldan la idea de que la fuente del GRB reside en un entorno denso y polvoriento, posiblemente una gruesa franja de polvo presente en la galaxia anfitriona a lo largo de la línea de visión entre la Tierra y la fuente del GRB. Estos detalles sobre el entorno de GRB 250702B proporcionan información importante sobre el sistema que produjo el estallido inicial de rayos gamma.

De los aproximadamente 15.000 GRB observados desde que se reconoció el fenómeno por primera vez en 1973, solo media docena se acercan a la longitud del GRB 250702B. Sus orígenes propuestos van desde el colapso de una estrella supergigante azul, un evento de disrupción de marea o un magnetar recién nacido. Sin embargo, el GRB 250702B no encaja perfectamente en ninguna categoría conocida.

A partir de los datos obtenidos hasta ahora, los científicos tienen algunas ideas sobre posibles escenarios de origen: (1) un agujero negro que cae en una estrella que ha sido despojada de su hidrógeno y ahora es casi puramente helio, (2) una estrella (u objeto subestelar como un planeta o una enana marrón) que se desintegra durante un encuentro cercano con un objeto estelar compacto, como un agujero negro estelar o una estrella de neutrones, en lo que se conoce como un evento de disrupción de micromarea, (3) una estrella que se desgarra al caer en un agujero negro de masa intermedia, un tipo de agujero negro con una masa que varía de cien a cien mil veces la masa de nuestro Sol que se cree que existe en abundancia, pero hasta ahora ha sido muy difícil de encontrar. Si es este último escenario, esta sería la primera vez en la historia que los humanos han presenciado un chorro relativista de un agujero negro de masa intermedia en el acto de consumir una estrella.

Si bien se necesitan más observaciones para determinar de forma concluyente la causa del GRB 250702B, los datos obtenidos hasta la fecha son consistentes con estas novedosas explicaciones.

«Este trabajo plantea un fascinante problema de arqueología cósmica: estamos reconstruyendo los detalles de un evento ocurrido a miles de millones de años luz de distancia», afirma Carney. «El descubrimiento de estos misterios cósmicos demuestra cuánto aún estamos aprendiendo sobre los eventos más extremos del universo y nos recuerda que debemos seguir imaginando lo que podría estar sucediendo ahí fuera».

Con información de The Astrophysical Journal Letters