¿Se imaginan estar parado frente a la boca abierta de un dragón, y ver un fulgor rojo en la profundidad de sus fauces, seguido del aliento abrasador? Bueno, algo así ocurrió el día 9 de octubre de 2022, a las 13:16:59 UT. El telescopio espacial Swift (gamma/X/UV) detectó un brote de rayos gamma (gamma-ray burst, GRB) viniendo de la constelación de la Flecha. El GRB 221009A, de 10 horas de duración, fue inusualmente largo y uno de los más poderosos jamás registrados.
Este videíto hecho por el telescopio espacial Fermi muestra cómo el brillo de la explosión supera con exceso el de la Vía Láctea, cuya franja vemos en diagonal.
Estas explosiones de rayos gamma son todavía un poco misteriosas, en particular porque son raras, breves y lejanísimas, así que son difíciles de estudiar en detalle. El nombre de Swift ("veloz") se debe a que rápidamente avisa a todos los observatorios del mundo y alrededores para que le apunten. En este caso el resplandor posterior, en todas las longitudes de onda, fue tan brillante que fue fotografiado hasta por aficionados con telescopios de 60 cm, a pesar de haberse originado a 2400 millones de años luz de nosotros. El brote de rayos gamma disparó un brote de actividad astronómica, al que se sumó el gran Observatorio Gemini (en el cual participa la Argentina):
Ahí vemos el GRB, en medio de las estrellas de Sagitta. En el espectro visible no parece gran cosa. Pero entre los sorprendentes datos reportados sobre este inusual evento transitorio encontré que el experimento LHAASO observó miles de fotones de energía extremadamente alta, alrededor de 18 TeV (y el Baksan Neutrino Observatory reporta un fotón de 251 TeV). ¿Cuánto es 18 tera electrón volts? Es 18 veces la energía cinética de un mosquito volando. No parece mucho, pero ojo que está ¡toda concentrada en una sola partícula subatómica! Un fotón de luz visible, de los que nos llegan del Sol, tiene 2 eV, que es 10 000 000 000 000 veces menos. Por supuesto, aparecieron inmediatamente preprints en el arXiv (se dice árcaiv) sugiriendo que estos fotones indicaban la existencia de partículas exóticas tipo axiones (¿materia oscura?), o incluso física anómala como la violación de la invariancia de Lorentz en la producción de pares electrón-positrón. Y también los que dicen que la física está bien como está, que se dejen de embromar.
En todo caso, el chorro de energía que bañó la Tierra desde la profundidad del universo fue tan fuerte que la atmósfera entera del planeta se sacudió, como muestra esta imagen del sistema indio de monitoreo de rayos (rayos comunes, de tormenta):
La constelación de Sagitta está bien en medio del plano de la Vía Láctea, así que en el tramo final de su viaje hacia nosotros ese chorro de fotones tuvo oportunidad de interactuar con abundante material interestelar. Una imagen del observatorio Swift muestra en rayos X esta linda estructura:
En el centro está la fuente del GRB, y alrededor vemos anillos concéntricos, que son rayos X reflejados en el polvo interplanetario de nuestra Vía Láctea, rayos que de otro modo le habrían errado a la Tierra. Algo parecido al halo que vemos alrededor del Sol los días que hay nubes altas muy finitas.
¿Qué produce estos GRBs? Como dije, no se sabe mucho, porque son raros, efímeros y lejanísimos. El modelo físico que explicaría los GRB muy largos, como éste, dice que se deben a una explosión de supernova muy intensa, muy brillante, en la cual fuertes campos magnéticos enfocan la energía de la explosión en dos chorros polares, y que vemos el GRB cuando uno de estos chorros apunta hacia la Tierra. Algo parecido a los chorros de los quasars, que hemos comentado más de una vez, pero debidos a una explosión y no a la radiación continua que surge de la proximidad de un agujero negro supermasivo. Pero aún así se requiere una explosión muy fuerte, no una supernova usual, sino una hipernova, o supernova de aniquilación de pares, o la formación de una magnetar. Algo que sólo pueden producir las estrellas más pesadas del universo, como las raras variables luminosas azules de las que hablamos recientemente. El espectro detectado en el resplandor visible corresponde al de una supernova tipo Ic (uno-ce) con bandas anchas, correspondiente a una estrella muy masiva que ha expulsado totalmente su hidrógeno y también su helio externos. Se calcula que un GRB que ocurriese dentro de la Vía Láctea produciría en la Tierra una extinción masiva, peor que la de los dinosaurios.
Menos mal que el eje de rotación de Eta Carinae no apunta hacia la Tierra. Si no, dracarys.
Las imágenes son de NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration (la imagen mide unos 20 grados de ancho), de la Indian Lighning Detection Network, de NASA/Swift (la imagen mide 23 minutos de ancho), y del International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/B O'Connor, J Rastinejad & W Fong/TA Rector, J Miller, M Zamani & D de Martin (la imagen mide 2.7 minutos de alto, y el norte está hacia la derecha). La escena de House of the Dragon es de HBO/Warner Bros. Television.
El sistema de procesamiento de imágenes de Gemini se llama, coincidentemente, DRAGONS (Data Reduction for Astronomy from Gemini Observatory North and South).
Gracias Guillermo, muy instructivo artículo, como siempre,
ResponderEliminarBuenos cielos !
Ahora sí fue mucho para mi. Lo del brote de rayos gama lo entiendo, qué evento lo povoca también. Lo del telescopio espacial "veloz" es interesantísimo saberlo, pero cuando llegué a los tera electrón voltio me mandaste a estudiar y ¡qué bueno! no hace nada de mal hacerlo y con la ayuda de las ligas de ese párrafo acometeré el trabajo con gusto, porque todo eso me interesa ... pero me voy a tardar y comentar pasado el tiempo no tiene caso, pero gracias por el empujón.
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