En 2022, “algo” a 2.400 millones de años luz de distancia de nosotros escupió el mayor estallido de radiación gamma jamás registrado. Fue un destello cósmico impresionante. El evento fue bautizado como GRB 221009A y más tarde como BOAT (Brightest Of All Time), y registró un récord de 18 teraelectronvoltios.
¿Qué provocó el estallido de rayos gamma más brillante de todos los tiempos?
Un estallido de récord
Unos meses más tarde, los científicos que utilizan el poderoso telescopio espacial James Webb han logrado descifrar una gran pieza de este rompecabezas. ¿Qué fue lo que provocó este enorme estallido tan brillante?
«Mientras hayamos podido detectar GRB (Gamma Ray Bursts, brote de rayos gamma en español), no hay duda de que este GRB es el más brillante que jamás hayamos presenciado por un factor de 10 o más», explicó Wen-fai Fong, profesor asociado de física y astronomía en el Weinberg College of Arts and Sciences, miembro de CIERA y coautor del trabajo que publica la revista Nature Astronomy.
Los astrónomos que nombraron este estallido de rayos gamma estimaron que deberíamos ver algo así solo una vez cada mil años, por lo que resulta bastante sorprendente que haya aparecido en las pocas décadas que llevan existiendo detectores de rayos gamma por satélite.
Los estallidos de rayos gamma se encuentran entre los eventos más dramáticos y violentos del universo, a menudo asociados con el fin catastrófico de estrellas masivas. Los rayos gamma son la forma de luz más energética del espectro electromagnético. Tienen mucha más energía que incluso los rayos X. La mayoría de los tipos de eventos siguen ciertos patrones en distribución y tamaño. Pero este se salía de todos los esquemas conocidos. Fue tan brillante que saturó los detectores de rayos gamma de los satélites, a pesar de estar a tantos millones de años luz de distancia, lo que nos impidió medirlo directamente.
Estas explosiones pueden liberar más energía en unos pocos segundos de la que emitirá el sol en toda su vida útil de 10 mil millones de años.
¿Qué lo provocó?
Investigaciones recientes utilizando el Telescopio Espacial James Webb de la NASA han confirmado ahora que esta explosión récord se originó a partir del colapso y posterior explosión de una estrella masiva, que culminó en una supernova.
«Cuando confirmamos que el GRB fue generado por el colapso de una estrella masiva, eso nos dio la oportunidad de probar una hipótesis sobre cómo se forman algunos de los elementos más pesados del universo», comentó Peter Blanchard, becario postdoctoral en el Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica (CIERA) de Northwestern y director del estudio. «No vimos firmas de estos elementos pesados, lo que sugiere que los GRB extremadamente energéticos como el B.O.A.T. no producen estos elementos. Eso no significa que todos los GRB no los produzcan, pero es una pieza de información clave a medida que continuamos entendiendo de donde provienen estos elementos pesados».
Cuando una estrella masiva se queda sin combustible, colapsa antes de explotar en una gigantesca explosión de supernova, dejando tras de sí una estrella de neutrones ultradensa o un agujero negro que producen a su vez poderosas explosiones de rayos gamma. Pero, en este caso, los fotones tenían tanta energía que los astrónomos necesitaron esperar hasta seis meses para poder usar el James Webb y observarlo directamente. Todo este tiempo tuvo que pasar hasta que se apagó la explosión. Antes, sería como mirar a las luces largas de un coche.
El evento fue apodado como B.O.A.T.
Pero, ¿por qué fue tan brillante?
Para diferenciar la luz de la supernova de la del brillante resplandor que la precedió, los investigadores combinaron los datos del James Webb con observaciones del Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) en Chile. «La combinación de datos de los dos telescopios nos ayudó a medir exactamente qué tan brillante era el resplandor en el momento de nuestras observaciones JWST y nos permitió extraer cuidadosamente el espectro de la supernova«, aclaró o Tanmoy Laskar, profesor asistente de física y astronomía en la Universidad de Utah y coautor del estudio.
La extraordinaria intensidad del B.O.A.T. ha suscitado varias explicaciones. La razón por la que esta explosión fue tan brillante probablemente se debió a que el chorro del estallido de rayos gamma estaba dirigido directamente a la Tierra, comentan los investigadores, esto es, que los chorros de energía emitidos por la estrella en colapso estuvieran altamente colimados, muy concentrados en lugar de extenderse ampliamente y esta concentración pudo hacer que el GRB nos pareciera más brillante desde nuestra perspectiva.
El estallido fue causado por el colapso de una estrella masiva a 2.400 millones de años luz
Referencias:
- Peter K. Blanchard, V. Ashley Villar, Ryan Chornock, Tanmoy Laskar, Yijia Li, Joel Leja, Justin Pierel, Edo Berger, Raffaella Margutti, Kate D. Alexander, Jennifer Barnes, Yvette Cendes, Tarraneh Eftekhari, Daniel Kasen, Natalie LeBaron, Brian D. Metzger, James Muzerolle Page, Armin Rest, Huei Sears, Daniel M. Siegel, S. Karthik Yadavalli. JWST detection of a supernova associated with GRB 221009A without an r-process signature. Nature Astronomy, 2024; DOI: 10.1038/s41550-024-02237-4
- Acciari, V., Ansoldi, S., Antonelli, L., Engels, A., Baack, D., Babić, A., Banerjee, B., Almeida, U., Barrio, J., González, J., Bednarek, W., Bellizzi, L., Bernardini,, Bigongiari, C., Biland, A., Blanch, O., Bonnoli, G., Bošnjak, Ž., Busetto, G., Carosi, A., Carosi, R., Ceribella, G., Chai, Y., S., Mazin, D., . (2019). Teraelectronvolt emission from the γ-ray burst GRB 190114C. Nature, 575, 455 – 458. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1750-x.
