Un científico de la Universidad Hebrea de Jerusalén ha podido nombrar la “Piedra Rosetta de los estallidos de rayos gamma”.
El Prof. Tsvi Piran de la Universidad Hebrea, trabajando con un grupo de otros investigadores, decodificó el mecanismo para las explosiones de rayos gamma después de una erupción observada en enero pasado. Ahora, en un nuevo artículo publicado en “Astrophysical Journal Letter”, describe cómo una corriente de partículas que se mueve hacia nosotros a una velocidad cercana a la de la luz emite la radiación gamma.
Los estallidos de rayos gamma son explosiones extremadamente energéticas que se han observado en galaxias distantes. Son las explosiones más brillantes del universo.
Según un comunicado de la Universidad Hebrea, dado que los rayos gamma están bloqueados por la atmósfera, los estallidos fueron descubiertos accidentalmente a finales de la década de 1960 por los satélites Vela, satélites de defensa enviados para monitorear explosiones nucleares artificiales en el espacio.
Desde su descubrimiento, varios satélites dedicados han sido lanzados al espacio para explorar sus orígenes. A finales de la década de 1990, se observó que durante la muerte y el colapso de estrellas masivas se producen estallidos que duran más de unos pocos segundos, mientras que en la primera década de este siglo se descubrió que en las fusiones de estrellas de neutrones se producen estallidos que duran menos de unos pocos segundos.
Aún quedan muchos misterios que involucran estas explosiones.
Particularmente desconcertante fue la pregunta de cómo se produce la radiación de alta energía.
En enero pasado, un detector de rayos gamma a bordo del satélite Neil Gehrls Swift de la NASA detectó el GRB190114C, una explosión brillante que tuvo lugar hace 4.500 millones de años en una galaxia distante. Tras un disparo de Swift, el telescopio MAGIC, un detector Cherenkov en el observatorio del Roque de los Muchachos en La Palma, España, giró hacia la ubicación de la ráfaga y detectó fotones de muy alta energía (en energías TeV) procedentes de ella. Los fotones de TeV de ultra alta energía, que se observaron unos 50 segundos después de la emisión inmediata, en la llamada fase de “post-calentamiento”, eran al menos 10 veces más energéticos que los fotones de más alta energía detectados previamente por cualquier explosión.
Se publicaron los datos preliminares de las observaciones de MAGIC, pero Piran y un colega, el Prof. Evgeny Derishev del Instituto de Física Aplicada de Nizhny Novogorod, llevaron estos datos un paso más allá, combinándolos con observaciones de fotones de baja energía (rayos X) realizadas por el Neil Gehrles Swift. Su trabajo demostró los detalles del mecanismo de emisión.
Los resultados: La radiación observada debe haberse originado en un chorro que se mueve a 0.9999 de la velocidad de la luz hacia nosotros, escriben Piran y Derishev.
“La radiación de alta energía observada por MAGIC fue emitida por electrones acelerados a energías TeV dentro del chorro”, según un comunicado.
El proceso de emisión: El llamado mecanismo Compton inverso, en el que los electrones de energía ultra-alta chocan con los fotones de baja energía y aumentan su energía. Los mismos electrones relativistas también están produciendo los fotones “semilla” de baja energía a través de la radiación sincrotrón, encontraron.
“MAGIC ha encontrado la piedra Rosetta de los estallidos de rayos gamma”, dijo el profesor Piran. “Esta detección única nos permite por primera vez discriminar entre diferentes modelos de emisión y descubrir cuáles son las condiciones exactas de la explosión”.
“También podemos entender ahora por qué no se observó tal radiación en el pasado”, continuó.
Dijo que la detección actual sugiere que muchos otros eventos similares serán detectados en el futuro y continuarán arrojando luz sobre este misterio cósmico.