21 de noviembre de 2019
21.11.2019

El Astrofísico detecta la luz más potente del universo de la historia

Los telescopios Magic, ubicados en La Palma, han observado un estallido de rayos gamma sin precedentes que aporta complejidad al violento proceso de fusión y colapso de las estrellas

20.11.2019 | 22:47
Representación artística del primer estallido de rayos gamma en altas energías detectado por Magic.

El universo ha dado, por primera vez, un indicio de que el proceso de muerte y colapso de las estrellas es aún más complejo de lo que se estimaba. Los telescopios Magic, ubicados en el Obsevatorio del Roque de los Muchachos (La Palma), dependientes del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), han detectado la luz más potente del universo hasta el momento en un fuerte estallido de rayos gamma (GRB, por sus siglas en inglés).

Esta observación, que no tiene precedentes, ha proporcionado evidencias de que existe un proceso adicional involucrado en los estallidos de rayos gamma. Hasta ahora se creía que había dos procesos observables tras la muerte de una estrella: un destello inicial muy brillante, conocido como emisión rápida, al que seguía una proyección de partículas más débil, la post-luminiscencia. Sin embargo, tras la observación de GRB 190114C (como se ha bautizado a este potente haz de luz), los científicos consideran que han hallado un estadio intermedio entre ambas emisiones que tan solo se había predicho en algunos estudios teóricos.

"La noche que detectamos el GRB 190114C, estaba en la sala de control de los telescopios Magic. Desde el primer momento, nos dimos cuenta que los fotones que íbamos viendo pasaban el límite de la radiación de sincrotrón", recuerda Elena Moretti, astrofísica de la comunidad española y una de las principales autoras de los resultados que se han publicado en la revista Nature. Y es que las energías detectadas son mucho más altas de lo que se espera en la radiación sincrotrón, responsable de la emisión de energías en la post-luminiscencia de los GRB. "Estos nuevos resultados, junto con los numerosos datos en múltiples longitudes de onda, proporcionan la primera evidencia inequívoca de un proceso de emisión adicional y distinto en la post-luminiscencia", explica Moretti,

Estas potentes emisiones de energía se producen tras los eventos más violentos del universo, la fusión de dos estrellas de neutrones o la muerte de las estrellas más masivas, como el Sol. Los gamma ray burst (GRB) aparecen repentinamente en el cielo al menos una vez al día y desaparecen prácticamente tan rápido como aparecen. GRB 190114C, por ejemplo, duró 30 minutos. El 14 de enero de 2019, dos satélites espaciales, el Neil Gehrels Swift Observatory y el Fermi Gamma-ray Space Telescope, descubrieron independientemente un GRB a 4.500 millones de años luz. Al estallido se le llamó GRB 190114C, y en 22 segundos, sus coordenadas en el cielo se distribuyeron de inmediato a los astrónomos de todo el mundo, incluida la Colaboración MAGIC, que opera dos telescopios Cherenkov de 17 metros de diámetro ubicados en el Observatorio del Roque de los Muchachos.

Dado su volatibilidad, su observación requiere una estrategia de seguimiento muy dedicada. De ahí que, una vez recibida la alerta, los telescopios Magic apuntaran rápidamente a la posición del cielo donde se había generado el GRB. Lo hicieron, a pesar de su importante peso, tan solo 50 segundos después de que hubiera empezado. "Los telescopios fueron diseñados para ser muy livianos y poder moverse rápidamente", explica María Victoria Fonseca, presidenta de la Junta de Colaboración Magic. Estos telescopios pesan 64 toneladas cada uno, pero "pueden rotar su posición 180 grados en sólo 25 segundos", como destaca la presidenta.

Baile de electrones y fotones

El análisis de los datos recogidos durante las primeras decenas de segundos revela la emisión de fotones en la postluminiscencia que alcanzan energías de teraelectronvoltios (TeV) en el espectro electromagnético, un billón de veces más energéticos que la luz visible. Durante este tiempo, la emisión de estos fotones TeV fue 100 veces más intensa que la fuente estable más brillante conocida en estas energías, la Nebulosa del Cangrejo. El análisis posterior de los datos evidencia que esta emisión podría encontrarse dentro del proceso denominado Compton inverso, donde los electrones transfieren energía al colisionar con los fotones que han salido despedidos, haciéndolos muchos más energéticos. Según Razmik Murzoyan, portavoz de la Colaboración Magic, "este descubrimiento muestra que los GRB son aún más potentes de lo que se pensaba" y "ofrece pistas importantes para desentrañar algunos de los misterios relacionados con los procesos físicos que suceden en los GRB".

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