La explosión espacial más poderosa jamás revela un desarrollo sorprendente: ScienceAlert

En octubre de 2022, comenzaron los estudios para monitorear el cielo en busca de explosiones en el espacio. Como una rana en un calcetín.

¿la razón? Algo a 2.400 millones de años luz de distancia desató el mayor estallido de rayos gamma jamás registrado. El evento, GRB 221009A, alcanzó un récord de 18 TeV y fue tan poderoso que sacudió la atmósfera exterior de la Tierra.

El evento, apodado El Barco (por el más brillante de todos), determinamos más tarde que era el nacimiento de un agujero negro como resultado de la muerte violenta de una estrella masiva.

Ahora, un nuevo análisis de luz de última generación ha revelado las complejidades de esta explosión y ha descubierto que, a pesar de toda la furia de los rayos gamma, el barco era en realidad sorprendentemente normal, algo que no esperábamos.

«No es más brillante que las supernovas anteriores». dice el astrofísico Peter Blanchard De la Universidad Northwestern de Estados Unidos.

“Parece bastante natural en el contexto de otras supernovas asociadas con estallidos de rayos gamma (GRB) menos energéticos. Se podría esperar que la misma estrella colapsada que produce GRB muy activas y brillantes también produzca una supernova muy activa y brillante. «No es así. Tenemos un GRB muy luminoso, pero es una supernova normal».

Estallidos de rayos gamma Son las explosiones más poderosas jamás vistas en el universo. Son, como su nombre indica, explosiones de radiación gamma -la luz más energética del universo- que pueden explotar en 10 segundos con la misma energía que emite el Sol en 10 mil millones de años.

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Conocemos al menos dos eventos principales que pueden crear GRB: la formación de un agujero negro cuando una estrella masiva se convierte en supernova, o la supernova que acompaña a la fusión de dos estrellas de neutrones.

También se cree que los tipos de novas que producen estallidos de rayos gamma son responsables de la producción de elementos pesados ​​en el universo. El problema es que los elementos pesados ​​simplemente no existían hasta que las estrellas los crearon.

Las estrellas están formadas principalmente por gas hidrógeno, que abunda en el universo, pero rompen los núcleos atómicos para formar elementos más pesados. Esto se aplica al hierro, porque la fusión de los átomos de hierro absorbe más energía de la que genera.

Sin embargo, se pueden formar elementos más pesados ​​que el hierro durante la violenta agonía de una explosión cósmica gigante. ¡Lo hemos visto! A raíz de las colisiones de estrellas de neutrones, los científicos han descubierto elementos que son demasiado pesados ​​para haberse formado mediante la fusión del núcleo.

El concepto artístico de GRB 221009A muestra chorros explotando desde un agujero negro recién formado. (Aaron M. Geller/Northwestern/CIERA/Servicios de investigación de datos, informática y tecnología de la información)

Pero hay muchas cosas que no sabemos. Si podemos reducir el rango de explosiones que tienen más probabilidades de producir estos elementos, tendremos una nueva herramienta para comprender no sólo cómo el universo produce cosas, sino también qué tan comunes son tales explosiones.

Entonces, naturalmente, Blanchard y sus colegas querían echar un vistazo a GRB 221009A para ver si había signos de elementos pesados ​​en la luz que emite.

Pero tuvieron que esperar. La explosión fue tan brillante que cegó nuestros instrumentos.

«La explosión del GRB fue tan brillante que oscureció cualquier posible firma de supernova en las primeras semanas y meses después de la explosión». Blanchard explica.

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«En esos momentos, el llamado resplandor del GRB parecía los faros de un coche que viene directamente hacia ti, impidiendo que puedas ver el coche en sí. Así que tuvimos que esperar hasta que se hubiera desvanecido significativamente para darnos la oportunidad de ver ver la supernova.»

No fue hasta unos seis meses después de que se vio por primera vez la explosión que los investigadores pudieron utilizar el telescopio espacial James Webb para observar la luz en longitudes de onda infrarrojas. De esta manera pudieron determinar que la propia supernova era relativamente normal. La razón por la que era tan brillante probablemente fue porque el estallido de rayos gamma se dirigió directamente a la Tierra.

A continuación, los investigadores combinaron los datos del Telescopio Espacial James Webb con observaciones de radio del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array para buscar bandas de longitud de onda específicas consistentes con la presencia de elementos pesados. Sin embargo, aunque encontraron cosas como calcio y oxígeno, que son bastante estándar en las supernovas, no hubo señales de producción de elementos pesados.

Ahora, la velocidad a la que se fusionan las estrellas de neutrones no es suficiente para generar la cantidad de materia pesada que vemos en el universo. Se esperaba que las explosiones gigantes como GRB 221009A contribuyeran, pero la falta de elementos pesados ​​sugiere que estábamos equivocados al respecto.

Por lo tanto, debemos buscar otras fuentes potenciales para ver si podemos identificar al culpable, dicen los investigadores.

«No vimos firmas de estos elementos pesados, lo que sugiere que estallidos de rayos gamma muy energéticos como el del barco no producen estos elementos». Blanchard dice.

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“Esto no significa que todas las explosiones de GRB no los produzcan, pero es una información esencial a medida que continuamos entendiendo de dónde provienen estos elementos pesados. Las observaciones futuras con JWST determinarán si los primos 'naturales' de BOAT los producen. elementos.»

Los resultados han sido publicados en astronomía de la naturaleza.

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