Un equipo de astrónomos detecta una misteriosa explosión de rayos gamma, diferente a cualquier otra detectada antes

 

Un equipo de astrónomos y astrónomas ha detectado una explosión de rayos gamma que se repitió varias veces en el transcurso de un día, un evento diferente a todo lo que se había visto antes. Se descubrió que la fuente de la potente radiación estaba fuera de nuestra galaxia y su ubicación fue detectada por el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral. Los estallidos de rayos gamma (GRB, por sus siglas en inglés) son las explosiones más potentes del universo, normalmente causadas por la destrucción catastrófica de estrellas. Pero ningún escenario conocido puede explicar del todo este nuevo GRB, cuya verdadera naturaleza sigue siendo un misterio.

Según Antonio Martin-Carrillo, astrónomo del University College Dublin (Irlanda), y coautor principal de un estudio sobre esta señal (publicado recientemente en The Astrophysical Journal Letters), este GRB es "diferente a cualquier otro visto en 50 años de observaciones de GRB".

Los GRB son las explosiones más energéticas del universo. Se producen en eventos catastróficos, como estrellas masivas que mueren en potentes explosiones o son destrozadas por agujeros negros. Por lo general, duran de milisegundos a minutos, pero esta señal -GRB 250702B [1]- duró aproximadamente un día. Esto es "entre 100 y 1000 veces más largo que la mayoría de los GRB", declara Andrew Levan, astrónomo de la Universidad de Radboud (Países Bajos), y coautor principal del estudio. 

"Más importante aún, los estallidos de rayos gamma nunca se repiten, ya que el evento que los produce es catastrófico", indica Martin-Carrillo. La alerta inicial sobre este GRB llegó el 2 de julio procedente del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, de la NASA. Fermi detectó no una, sino tres ráfagas de esta fuente en el transcurso de varias horas. Posteriormente, también se descubrió que la fuente había estado activa casi un día antes, gracias a los datos obtenidos por la misión Einstein Probe (una misión conjunta del Telescopio espacial de rayos X, de la Academia de Ciencias de China, la Agencia Espacial Europea (ESA) y el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre). Nunca antes se había visto un GRB tan largo y repetitivo. 

Estas observaciones proporcionaron tan solo una ubicación aproximada del GRB, que estaba hacia el plano de nuestra galaxia, cargado de estrellas. Por lo tanto, el equipo recurrió al VLT de ESO para identificar la ubicación de la fuente real dentro de esta zona. "Antes de estas observaciones, el sentimiento general en la comunidad era que este GRB debía haberse originado dentro de nuestra galaxia. El VLT cambió del todo ese paradigma", declara Levan.  

Usando la cámara HAWK-I del VLT, se detectaron evidencias de que la fuente podría estar en otra galaxia. Esto se confirmó más tarde gracias a las observaciones del Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA. "Lo que descubrimos fue mucho más emocionante: el hecho de que este objeto sea extragaláctico significa que es bastante más potente", afirma Martin-Carrillo. El tamaño y el brillo de la galaxia anfitriona sugieren que puede estar ubicada a unos pocos miles de millones de años luz de distancia, pero se necesitan más datos para refinar esta distancia. 

La naturaleza del evento que causó este GRB aún se desconoce. Un posible escenario sería una estrella masiva colapsando sobre sí misma, liberando grandes cantidades de energía en el proceso. "Si se trata de una estrella masiva, es un colapso diferente a todo lo que hemos presenciado antes", declara Levan, ya que en ese caso el GRB habría durado solo unos segundos. Otra posibilidad que podría producir un GRB de un día de duración sería la de una estrella desgarrada por un agujero negro, pero para explicar otras propiedades de la explosión se requeriría que una estrella inusual fuera destruida por un agujero negro aún más inusual. [2] 

Para obtener más información sobre este GRB, el equipo ha estado monitoreando los restos de la explosión con diferentes telescopios e instrumentos, incluido el espectrógrafo X-shooter del VLT y el Telescopio Espacial James Webb, un proyecto conjunto de la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense. Descubrir que esta explosión tuvo lugar en otra galaxia será clave para descifrar qué la causó. "Todavía no estamos seguros de qué produjo este evento, pero con esta investigación hemos dado un gran paso adelante hacia la comprensión de este objeto extremadamente inusual y emocionante", concluye Martin-Carrillo.

Notas

[1] También conocido como GRB 250702BDE. Los GRB se nombran con un número que indica la fecha en que se detectaron, seguido de una letra si se encontró más de una ráfaga ese día. Las ráfagas B, D y E están vinculadas al mismo objeto.

[2] Los autores se inclinan por un escenario en el que una enana blanca fue triturada por un llamado agujero negro de masa intermedia. Una enana blanca es el núcleo pequeño que se enfría lentamente y que queda después de la muerte de una estrella como nuestro Sol. Los agujeros negros de masa intermedia son entre 100 y 100 000 veces más masivos que el Sol. La mayoría de los agujeros negros conocidos tienen masas significativamente mayores o menores que eso, y los agujeros negros de masa intermedia siguen siendo un tipo de objeto poco conocido.

Información adicional

Esta investigación se presentó en el artículo "The day longing, repeating GRB 250702B: A unique extragalactic transient" (doi: https://doi.org/10.3847/2041-8213/adf8e1) publicado en The Astrophysical Journal Letters.  

El equipo está compuesto por A. J. Levan (Departamento de Astrofísica/IMAPP, Universidad de Radboud, Países Bajos [Radboud]); A. Martin-Carrillo (Escuela de Física y Centro de Investigación Espacial, University College Dublin, Irlanda [UCD]); T. Laskar (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Utah, EE.UU.), R. A. J. Eyles-Ferris (Escuela de Física y Astronomía, Universidad de Leicester, Reino Unido [Leicester]);  A. Sneppen (Instituto Niels Bohr, Universidad de Copenhague [NBI] y Centro del Amanecer Cósmico [DAWN], Dinamarca); M. E. Ravasio (Radboud e INAF-Observatorio Astronómico de Brera, Italia [INAF-Brera]); J. C. Rastinejad (Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinar en Astrofísica [CIERA] y Departamento de Física y Astronomía, Universidad Northwestern, EE.UU.); J. S. Bright (Astrofísica, Departamento de Física, Universidad de Oxford,  Reino Unido); F. Carotenuto (INAF-Observatorio Astronómico de Roma, Italia [INAF-Roma]); A. A. Chrimes (Agencia Espacial Europea [ESA], Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial [ESTEC], Países Bajos; y Radboud); G. Corcoran (UCD), B. P. Gompertz (Escuela de Física y Astronomía e Instituto de Astronomía de Ondas Gravitacionales, Universidad de Birmingham, Reino Unido [UBham]); P. G. Jonker (Radboud), G. P. Lamb (Instituto de Investigación Astrofísica, Universidad John Moores de Liverpool, Reino Unido); D. B. Malesani (NBI y DAWN); A. Saccardi (Universidad Paris-Saclay, Universidad Paris Cité, CEA, CNRS, Francia); J. Sánchez-Sierras (Radboud); B. Schneider (Universidad Aix Marseille, CNRS, CNES, LAM, Francia [amU]); S. Schulze (CIERA); N. R. Tanvir (Leicester); S. D. Vergani (LUX, Observatorio de París, Universidad PSL, CNRS, Universidad de la Sorbona, Francia); D. Watson (NIB y DAWN); J. An (Observatorios Astronómicos Nacionales, Academia de Ciencias de China [NAOC] y Escuela de Astronomía y Ciencias Espaciales, Universidad de la Academia de Ciencias de China, Academia de Ciencias de China, China); F. E. Bauer (Instituto de Alta Investigación, Universidad de Tarapacá, Chile); S. Campana (INAF-Brera); L. Cotter (UCD); J. N. D. van Dalen (Radboud); V. D'Elia (Centro de Datos de Ciencias Espaciales - Agencia Espacial Italiana, Italia); M. De Pasquale (Departamento MIFT, Universidad de Messina, Italia); A. de Ugarte Postigo (amU); Dimple (UBham); D. H. Hartmann (Universidad de Clemson, Departamento de Física y Astronomía, EE.UU.); J. Hjorth (DARK, NIB); L. Izzo (INAF, Observatorio Astronómico de Capodimonte, Italia; y DARK, NIB); P. Jakobsson (Centro de Astrofísica y Cosmología, Instituto de Ciencias, Universidad de Islandia, Islandia);  A. Kumar (Departamento de Física, Royal Holloway - Universidad de Londres, Reino Unido); A. Melandri (INAF-Roma); P. O'Brien (Leicester); S. Piranomonte (INAF-Roma); G. Pugliese (Instituto de Astronomía Anton Pannekoek, Universidad de Ámsterdam, Países Bajos); J. Quirola-Vásquez (Radboud); R. Starling (Leicester); G. Tagliaferri (INAF-Brera); D. Xu (NAOC); y M. E. Wortley (UBham).

GRB 250702B, un estallido de rayos gamma inusualmente largo y repetitivo

El punto naranja que se ve en el centro de esta imagen es una potente explosión que se repitió varias veces en el transcurso de un día, un evento diferente a todo lo que se había visto antes. La imagen, tomada con el Very Large Telescope (VLT) de ESO, permitió determinar que la explosión no tuvo lugar en la Vía Láctea sino en otra galaxia. 

Este estallido de rayos gamma, llamado GRB 250702B, fue detectado por primera vez por telescopios de alta energía el 2 de julio, pero su ubicación era incierta. La imagen que se muestra aquí fue tomada el 3 de julio con la cámara infrarroja HAWK-I del VLT, que identificó con precisión la ubicación de la fuente. La explosión, confirmada más tarde por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA, parecía estar anidada dentro de otra galaxia.

Se han propuesto diferentes escenarios para explicar este evento, como el colapso de una estrella masiva o una estrella desgarrada por un agujero negro. Pero ninguno de ellos puede explicar por completo todas las propiedades observadas de la explosión a menos que los objetos involucrados sean bastante inusuales.

Crédito:

ESO/A. Levan, A. Martin-Carrillo et al. 

Vista más amplia del área que hay alrededor del estallido de rayos gamma GRB 250702B

Esta imagen muestra un área más amplia alrededor del estallido de rayos gamma GRB 250702B, una explosión de alta energía que se repitió varias veces en el transcurso de un día. La imagen fue tomada el 3 de julio utilizando la cámara infrarroja HAWK-I , instalada en el Very Large Telescope (VLT) de ESO. La explosión es la fuente naranja que se ve justo en el centro de la imagen. 

Crédito:

ESO/A. Levan, A. Martin-Carrillo et al.

Evolución del estallido de rayos gamma GRB 250702B

Esta secuencia de imágenes muestra la evolución durante varios días del estallido de rayos gamma GRB 250702B. Este GRB se observó por primera vez el 2 de julio con telescopios de alta energía que detectaron varios estallidos de rayos gamma en el transcurso de un día.

Luego, el equipo utilizó el Very Large Telescope (VLT) de ESO para identificar la ubicación exacta de la explosión y monitorear, durante varios días, cómo se desvanecía su resplandor (algo conocido como posluminiscencia, afterglow en inglés).

Las primeras cinco imágenes que se muestran aquí fueron tomadas con la cámara infrarroja HAWK-I del VLT. La explosión, marcada aquí con círculos, parece estar anidada dentro de una galaxia alargada. Esto se confirmó con una imagen tomada el 15 de julio con el Telescopio Espacial Hubble (HST) de la NASA/ESA (abajo a la derecha). La galaxia parece verse de canto, con un oscuro carril de polvo que la cruza. 

Crédito:

ESO/A. Levan, A. Martin-Carrillo et al./NASA/ESA 

VIDEOS

Acercándonos a una explosión inusualmente larga y repetitiva

https://www.eso.org/public/chile/videos/eso2514a/

Este vídeo nos acerca al estallido de rayos gamma GRB 250702B, una potente explosión que se repitió varias veces en el transcurso de un día (el 2 de julio), un evento diferente a todo lo que se había visto antes. El evento tuvo lugar en otra galaxia, pero su causa sigue siendo desconocida.

El vídeo combina imágenes tomadas con diferentes telescopios en diferentes momentos y varias longitudes de onda. El viaje comienza con una vista de amplio campo del cielo en luz visible que luego cambia a luz infrarroja. Termina con una secuencia de imágenes infrarrojas tomadas con el Very Large Telescope de ESO que muestran las secuelas de la explosión, con la fuente desvaneciéndose desde el 3 de julio (un día después de la explosión) hasta el 15 de julio.

Para obtener más detalles, consulte: https://www.eso.org/public/spain/news/eso2514/

Crédito:

ESO/L. Calçada/N. Risinger (skysurvey.org)/Digitized Sky Survey 2/VISTA Hemisphere Survey/A. Levan, A. Martin-Carrillo et al. Music: Azul Cobalto

El estallido de rayos gamma GRB 250702B a cámara rápida

https://www.eso.org/public/chile/videos/eso2514b/

Esta secuencia de imágenes muestra la evolución durante varios días del estallido de rayos gamma GRB 250702B. Este GRB se observó por primera vez el 2 de julio con telescopios de alta energía que detectaron varias llamaradas de rayos gamma en el transcurso de un día.

Luego, el equipo utilizó el Very Large Telescope (VLT) de ESO para identificar la ubicación exacta de la explosión y monitorear, durante varios días, cómo se desvanecía su resplandor (algo conocido como posluminiscencia, afterglow en inglés).

Las imágenes que se muestran aquí fueron tomadas con la cámara infrarroja HAWK-I del VLT. Para mayor claridad, solo varía el área central de cada fotograma. La explosión, confirmada más tarde por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA, parece estar anidada dentro de una galaxia alargada.

Crédito:

ESO/A. Levan, A. Martin-Carrillo et al.

Fuente: Observatorio Europeo Austral