La observación de un estallido de rayos gamma cuestiona las teorías actuales

Las explosiones más brillantes del universo, las GRB o estallidos de rayos gamma, son posiblemente más fuertes y duraderas de lo que se pensaba, un hallazgo inesperado que pone en cuestión todo lo que se sabía de estos eventos cósmicos.

Esta es la conclusión a la que ha llegado un equipo internacional de investigadores de la colaboración HESS -integrada por 41 institutos de 15 países de todo el mundo- después de observar y estudiar un GRB que ha generado la radiación más enérgica y el resplandor más largo captados hasta la fecha.

Además, el estudio de los datos sugiere que los rayos X y los rayos gamma de estas enormes explosiones estelares tienen la misma causa y no son, como se creía, ocasionados ​​por procesos separados. Los detalles de este estudio se publican hoy en la revista Science.

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 aproximadamente uno al día.

Este fenómeno fue descubierto a finales de los años sesenta por satélites estadounidenses durante la Guerra Fría y se cree que surgen del colapso de estrellas masivas o de la fusión de estrellas de neutrones en galaxias distantes.

Estos estallidos tienen dos fases de emisión, la prompt, que dura entre unos segundos y uno o dos minutos, y la afterglow, que deja un resplandor prolongado que se desvanece lentamente y que, hasta ahora, solo había sido observado a bajas energías, explica a EFE el físico del Instituto de Física de Altas Energías de la Universidad Autónoma de Barcelona Òscar Blanch.

Pero, tras 15 años de esfuerzo investigando el comportamiento de los GRB, los telescopios de la colaboración MAGIC detectaron por primera vez "un GRB a las más altas energías". Fue el 14 de enero de 2019 y Blanch formaba parte de ese equipo.

Ese fenómeno emitió un 50 % más de energía de lo registrado en otros estallidos y, gracias a que surgió de una galaxia cercana (a unos 4.500 millones de años luz de la Tierra), se pudo hacer un buen seguimiento.

Ahora, gracias a los telescopios especiales del observatorio HESS en Namibia, un equipo internacional ha informado de la radiación más enérgica de un destello gamma registrada hasta la fecha, y seguida del resplandor más largo.

La explosión, detectada el 29 de agosto de 2019 por los satélites de la NASA "Fermi" y "Swift" y bautizada GRB 190829A, surgió de la constelación meridional de Eridanus, a unos mil millones de años luz de la Tierra, lo que la convierte en una de las explosiones más cercanas observadas hasta la fecha (el estallido típico suele estar a unos 20.000 millones de años luz).

"Estábamos realmente sentados en primera fila cuando se produjo la explosión de rayos gamma. Registramos el resplandor tan pronto como entró en el campo de visión del telescopio HESS y pudimos observar el resplandor posterior durante varios días y a energías sin precedentes", recuerda Andrew Taylor, investigador de DESY y coautor del estudio.

La cercana distancia de la explosión permitió a los investigadores hacer mediciones detalladas del espectro de alta energía de su resplandor, es decir, el "color" o distribución de energía de los fotones (partículas de luz) de rayos X y gamma.

"Pudimos medir el espectro de GRB 190829A hasta una energía de 3,3 tera electronvoltios (TeV), que es alrededor de un billón de veces más energética que la luz visible", detalla la coautora Edna Ruiz-Velasco, del Instituto Max Planck de Física Nuclear en Heidelberg.

Las observaciones del estallido desafían las teorías establecidas porque revelaron "una sorprendente similitud entre el componente de rayos X y la radiación gamma de muy alta energía en el resplandor crepuscular", explica Sylvia Zhu, investigadora del DESY.

Y es sorprendente, porque según la teoría más aceptada, los rayos X y la radiación gamma tienen que ser producidos por diferentes mecanismos pero este estudio ha demostrado que en GRB 190829A, ambos componentes se desvanecieron sincrónicamente, lo que indica que fueron producidos por el mismo mecanismo.

Pero para cambiar la teoría actual de los estallidos de rayos gamma harán falta más observaciones. Seguramente los instrumentos de próxima generación, como Cherenkov Telescope Array, que se está construyendo en Chile y en la isla canaria de La Palma, ayudarán a registrar estos estallidos con más regularidad.