Detectan un prolongado “eco” de radio causado por el estallido de una estrella

Un equipo de astrónomos usó ALMA para estudiar una enorme explosión estelar conocida como destello de rayos gamma (GRB en su sigla en inglés), y encontró una prolongada luminiscencia residual. El rebote de esta explosión, es decir, la onda de choque inversagenerada por la colisión de los potentes chorros de este GRB contra los escombros circundantesduró miles de veces más de lo que habían previsto los astrónomos. Estas observaciones aportaron nueva información sobre las características físicas de los GRB, una de las explosiones más energéticas del Universo.

En una fracción de segundos, una estrella enorme situada a más de 2.000 millones de años luz de nosotros perdió una lucha de un millón de años contra su propia gravedad. Esto gatilló la explosión de una supernova y el surgimiento de un agujero negro en su centro. El agujero negro recién formado escupió un chorro fugaz pero increíblemente intenso de rayos gamma– un fenómeno conocido como destello de rayos gamma (GBR)– en dirección de la Tierra, donde fue detectado el 19 de diciembre de 2016 por el Neil Gehrels Swift Observatory de la NASA.

Pese a que los rayos gamma de la explosión desaparecieron pocos segundos después, la luz emitida en longitudes de onda más largas, como los rayos X, las señales de radio y la luz visible, siguieron brillando durante varias semanas. De esa forma, los astrónomos pudieron estudiar el desenlace de este acontecimiento extraordinariamente energético, conocido como GRB 161219B, a partir de varios observatorios terrestres.

Sin embargo, fueron las capacidades únicas del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) que permitieron a un equipo de astrónomos estudiar en detalle la explosión en longitudes de onda milimétricas y recabar nuevos datos, como el tamaño y la composición de los intensos chorros.

“ALMA observa luz en longitudes de onda milimétricas, que trae información sobre cómo los chorros interactúan con el polvo y el gas circundantes, siendo una poderosa herramienta para estudiar estas violentas explosiones cósmicas”, explica Tanmoy Laskar, autor principal del estudio, quien cursa un posdoctorado en el marco del programa Jansky Postdoctoral Fellow del Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos, en Berkeley (California).

Los choques inversos se producen cuando el material expulsado por los chorros de un GRB choca con el gas circundante. Esta colisión desacelera el material arrojado y envía una onda de choque de vuelta hacia el chorro, y como los chorros no deberían durar más de unos pocos minutos, se esperaba que el choque inverso fuera igualmente breve. Aparentemente, sucede lo contrario.

“Durante décadas los astrónomos creyeron que estos choques invertidos generaban un intenso destello de luz visible, y hasta ahora había sido muy difícil encontrarlos pese a las cuidadosas observaciones que se habían realizado. Con ALMA descubrimos que quizás estuvimos buscando en el lugar equivocado, y que las observaciones milimétricas son nuestra mejor herramienta para encontrar estos espectáculos cósmicos”, comenta Carole Mundell, profesora de la Universidad de Bath y coautora del estudio.

En efecto, la luz del choque inverso alcanza su brillo máximo en la banda milimétrica en escalas de tiempo cercanas a un día, lo cual probablemente explique por qué había sido tan difícil de detectar. Mientras la radiación milimétrica fue generada por el choque inverso, los rayos X y la luz visible provienen de la onda de choque que precede el chorro.

“Lo que llama la atención de este acontecimiento —prosigue Laskar— es que, mientras el choque inverso ingresó en el chorro, la energía del chorro se traspasó lentamente pero en forma continua hacia la onda de choque saliente, y esto hizo que la luz visible y los rayos X se desvanecieran mucho más lentamente de lo que se esperaría. Para los astrónomos era una incógnita de dónde venía esta energía extra de la onda de choque. Gracias a ALMA, ahora sabemos que esta energía —hasta un 85 % del total en el caso de GRB 161219B— se encuentra oculta en el material del propio chorro que se desplaza lentamente”.

Tras una semana, la brillante radiación de la onda de choque inversa se desvaneció y dio paso al brillo de la onda saliente, y esto dio a los astrónomos la oportunidad de estudiar la geometría del chorro.

La luz visible de la onda de choque en este momento crítico, cuando el chorro se ha acelerado apenas lo suficientemente para que todo el chorro sea visible desde la Tierra, fue opacada por la supernova que surgió mediante la explosión de la estrella. No obstante, las observaciones de ALMA, que no se ven afectadas por la luz de la supernova, permitieron a los astrónomos acotar el ángulo de apertura del chorro a unos 13 grados.

Fuente: https://www.almaobservatory.org/es/inicio/

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