Las explosiones más fuertes del universo producen mucha más radiación energética de la que se creía hasta ahora, según las observaciones de un estallido de rayos gamma (GRBs) que ha alcanzado cerca de 100.000 millones de veces más energía que la luz visible.

Según publican este miércoles la revista ‘Nature, dos equipos internacionales, con participación española, han registrado, mediante telescopios especializados, la luz más energética procedente de GRBs y detectado, por primera vez, fotones de muy alta energía.

Los científicos de los telescopios HESS, situado en Namibia, y MAGIC, en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma, presentan en publicaciones independientes sus observaciones, que constituyen las primeras detecciones de explosiones de rayos gamma con telescopios de rayos gamma terrestres.

El Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) juega un papel importante en ambos observatorios, que funcionan bajo el liderazgo de la Sociedad Max Planck.

La revista publica tres estudios sobre dos GRBs, detectados y analizados por dos equipos, uno en julio de 2018 y otro en enero pasado, aunque este último se produjo en una galaxia más cercana y se pudo hacer un mejor seguimiento.

Las explosiones más violentas desde el Big Bang

Los GRBs son las explosiones más violentas en el Universo desde el Big Bang, en unos segundos liberan una energía comparable a la que emitiría el Sol durante toda su vida y aparecen repentinamente en el cielo, a un ritmo de algo más de uno por semana.

Según el conocimiento actual, se originan a partir de estrellas de neutrones en colisión o de explosiones de supernovas de soles gigantes que colapsan en un agujero negro.

“Los estallidos de rayos gamma son las explosiones más poderosas conocidas en el universo y generalmente liberan más energía en solo unos segundos que nuestro Sol durante toda su vida útil. Pueden brillar a través de casi todo el universo visible”, explica David Berge, jefe de jefe de Astronomía de Rayos Gamma en DESY.

El fenómeno cósmico fue descubierto por casualidad a finales de la década de 1960, en plena Guerra Fría, por satélites estadounidenses vigilaban las pruebas nucleares soviéticas. Desde entonces, los astrónomos han estado estudiando explosiones de rayos gamma con satélites, ya que la atmósfera de la Tierra absorbe los rayos gamma de manera muy efectiva.

Desde entonces, los astrónomos han estado estudiando explosiones de rayos gamma con satélites, ya que la atmósfera de la Tierra absorbe los rayos gamma de manera muy efectiva.

Telescopios especializados para atrapar estallidos de rayos gamma

Los astrónomos han desarrollado telescopios especializados que pueden observar un tenue resplandor azul llamado luz de Cherenkov que los rayos gamma cósmicos inducen en la atmósfera, pero estos instrumentos solo son sensibles a los rayos gamma con energías muy altas. Desafortunadamente, el brillo de los estallidos de rayos gamma cae abruptamente con el aumento de la energía.

Los telescopios Cherenkov han identificado muchas fuentes de rayos gamma cósmicos a muy altas energías, pero no hay estallidos de rayos gamma. Los satélites, por otro lado, tienen detectores demasiado pequeños para ser sensibles al bajo brillo de los estallidos de rayos gamma a energías muy altas.

El pasado 14 de enero se detectó una explosión de rayos gamma bautizada GRB 190114C y que emitía un 50 % más de energía de lo que se había registrado en otros eventos similares, explica a Efe el físico del Instituto de Física Altas Energías de la Universidad Autónoma de Barcelona Òscar Blanch.

“Hasta ahora, -relata- se habían detectado fotones (partículas de luz) de energías más bajas. Esta es la primera vez que se detectan de muy alta energía, lo que está diciendo es que en este tipo de explosiones se producen mecanismos diferentes de los que pensábamos”.

Estos fotones de tan alta energía se creía que se generaban debido “al movimiento de las partículas cargadas dentro de un campo magnético”, pero ahora se piensa -dice Blanch- que tiene que existir una “reaceleración” entre las partículas, “como si se empujarán unas a otras y eso les da más energía”.

GRB 190114C fue detectada por los satélites Switf y Fermi y en 22 segundos sus coordenadas se distribuyeron en forma de alerta a los astrónomos de todo el mundo.

Entre ellos la colaboración MAGIC, en la que participan entre otros el Instituto de Astrofísica de Canarias, que opera dos telescopios de rayos gamma ubicados en el observatorio del Roque de los Muchachos de la isla de La Palma, que apuntaron hacía el lugar indicado.

Gracias su capacidad de rápido movimiento los telescopios empezaron a observar el brote de rayos gamma “solo 50 segundos después de su comienzo”, indica en un comunicado la presidenta de la Junta de Colaboración MAGIC, María Victoria Fonseca, de la Universidad Complutense de Madrid.

Un GRB dura entre una fracción y algún centenar de segundos, a lo que le sigue un resplandor (postluminiscencia). En los primeros segundos, los telescopios MAGIC detectaron partículas de luz (fotones) del resplandor que alcanzaron energías de teraelectronvoltios (TeV) un billón de veces más energéticos que la luz visible, lo que supone un récord.

Un estudio comparativo sugiere que GRB 190114C “no fue un evento particularmente único, excepto por su relativa proximidad (a unos 4.500 millones de años luz de la Tierra)”, pues la experiencia apunta a que estas ráfagas generalmente ocurren en galaxias muy alejadas de la Vía Láctea.

Gracias a la gran cantidad de datos recabados, los expertos, entre ellos investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía, han aportado una panorámica completa del entorno donde se produjo la explosión.

“Hemos combinado datos de algunos de los observatorios más potentes del mundo”, señala Antonio de Ugarte Postigo, investigador del CSIC, y se ha determinado que la GRB se produjo en la región central de una galaxia que se halla en proceso de interacción con otra algo mayor y muy próxima, un proceso que desencadena intensos brotes de formación estelar.

Fuente: rtve.es / Agencias