Resuelto el misterio de la mayor explosión de rayos gamma
En octubre de 2022, un equipo internacional de investigadores observó el estallido de rayos gamma (GRB) más brillante jamás registrado, GRB 221009A.
Ahora, un equipo liderado por la Universidad de Northwestern ha confirmado con el telescopio espacial James Webb (JWST) que el fenómeno responsable del histórico estallido, denominado BOAT (brightest of all time) es el colapso y posterior explosión de una estrella masiva.
Si bien este descubrimiento resuelve un misterio, otro misterio se profundiza. Los investigadores especularon que dentro de la supernova recién descubierta podría haber evidencia de elementos pesados, como platino y oro. La extensa búsqueda, sin embargo, no encontró la firma que acompaña a dichos elementos. El origen de los elementos pesados en el universo sigue siendo una de las mayores cuestiones abiertas de la astronomía.
La investigación se publica en la revista Nature Astronomy.
"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", dijo Peter Blanchard de Northwestern, quien dirigió el estudio.
"No vimos firmas de estos elementos pesados, lo que sugiere que los GRB extremadamente energéticos como el BOAT 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 dónde provienen estos elementos pesados. Las observaciones futuras con Webb determinarán si los primos 'normales' del BOAT producen estos elementos."
Cuando su luz cubrió la Tierra el 9 de octubre de 2022, BOAT ra tan brillante que saturó la mayoría de los detectores de rayos gamma del mundo. La potente explosión se produjo a unos 2.400 millones de años luz de la Tierra, en dirección a la constelación de Sagitario, y duró unos cientos de segundos. Mientras los astrónomos se apresuraban a observar el origen de este fenómeno increíblemente brillante, inmediatamente se sintieron asombrados.
"El evento produjo algunos de los fotones de mayor energía jamás registrados por satélites diseñados para detectar rayos gamma", dijo Blanchard. "Este fue un evento que la Tierra ve sólo una vez cada 10.000 años. Tenemos la suerte de vivir en una época en la que tenemos la tecnología para detectar estas explosiones que ocurren en todo el universo. Es muy emocionante observar un fenómeno astronómico tan raro como el BOAT y trabajar para comprender la física detrás de este evento excepcional".
En lugar de observar el evento de inmediato, Blanchard, su cercana colaboradora Ashley Villar de la Universidad de Harvard y su equipo querían ver el GRB durante sus fases posteriores. Aproximadamente seis meses después de que se detectara inicialmente el GRB, Blanchard utilizó el JWST para examinar sus consecuencias.
"El GRB era tan brillante que oscureció cualquier firma potencial de supernova en las primeras semanas y meses después de la explosión", dijo Blanchard. "En esos momentos, el llamado resplandor del GRB era como los faros de un automóvil que se acercan directamente a ti, impidiendo que veas el automóvil en sí. Por lo tanto, tuvimos que esperar a que se desvaneciera significativamente para darnos la oportunidad de ver la supernova."
Blanchard utilizó el espectrógrafo de infrarrojo cercano del JWST para observar la luz del objeto en longitudes de onda infrarrojas. Fue entonces cuando vio la firma característica de elementos como el calcio y el oxígeno que normalmente se encuentran dentro de una supernova. Sorprendentemente, no era excepcionalmente brillante, como el GRB increíblemente brillante que lo acompañaba.
"No es más brillante que las supernovas anteriores", dijo Blanchard. "Parece bastante normal en el contexto de otras supernovas asociadas con GRB menos energéticos. Se podría esperar que la misma estrella en colapso que produce un GRB muy energético y brillante también produzca una supernova muy energética y brillante. Pero resulta que ese no es el caso. "Tenemos este GRB extremadamente luminoso, pero una supernova normal".
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