El telescopio Fermi de la NASA descubre una nueva característica en el estallido de rayos gamma más brillante

El telescopio Fermi de la NASA ha descubierto una nueva característica en el estallido de rayos gamma más brillante observado hasta ahora. Según ha informado la NASA, cuando la materia interactúa con la luz, la energía puede ser absorbida y reemitida de maneras características. Estas interacciones pueden hacer más brillantes o más oscuros determinados colores (o energías), lo que produce características clave visibles cuando la luz se extiende, como un arco iris, en un espectro.

Estas características pueden revelar gran cantidad de información, como los elementos químicos involucrados en la interacción. A energías más altas, las características espectrales pueden revelar procesos específicos de partículas, como la aniquilación de materia y antimateria para producir rayos gamma.

"Si bien algunos estudios previos han informado sobre posibles evidencias de características de absorción y emisión en otros GRB, un análisis posterior reveló que todas ellas podrían ser simplemente fluctuaciones estadísticas. Lo que vemos en BOAT es diferente", ha dicho el coautor Om Sharan Salafia del Observatorio INAF-Brera en Milán, Italia. "Hemos determinado que las probabilidades de que esta característica sea simplemente una fluctuación de ruido son menores a una en 500 millones", ha añadido.

Los GRB son las explosiones más potentes del cosmos y emiten grandes cantidades de rayos gamma, la forma de luz de mayor energía. El tipo más común se produce cuando el núcleo de una estrella masiva agota su combustible, colapsa y forma un agujero negro que gira rápidamente. La materia que cae en el agujero negro alimenta chorros de partículas en direcciones opuestas que atraviesan las capas externas de la estrella a casi la velocidad de la luz. Detectamos GRB cuando uno de estos chorros apunta casi directamente hacia la Tierra.

El BOAT, conocido formalmente como GRB 221009A, entró en erupción el 9 de octubre de 2022 y saturó rápidamente la mayoría de los detectores de rayos gamma en órbita, incluidos los de Fermi. Esto les impidió medir la parte más intensa de la explosión. Las observaciones reconstruidas, junto con argumentos estadísticos, sugieren que el BOAT, si forma parte de la misma población de GRB detectados anteriormente, probablemente fue el estallido más brillante que apareció en los cielos de la Tierra en 10.000 años.

La supuesta línea de emisión aparece casi 5 minutos después de que se detectara la explosión y mucho después de que se hubiera atenuado lo suficiente como para poner fin a los efectos de saturación en Fermi. La línea persistió durante al menos 40 segundos y la emisión alcanzó una energía máxima de aproximadamente 12 MeV (millones de electronvoltios). A modo de comparación, la energía de la luz visible varía de 2 a 3 electronvoltios.

El equipo cree que la fuente más probable es la aniquilación de electrones y sus contrapartes de antimateria, los positrones. "Cuando un electrón y un positrón chocan, se aniquilan, produciendo un par de rayos gamma con una energía de 0,511 MeV", dijo el coautor Gor Oganesyan del Instituto de Ciencias Gran Sasso y el Laboratorio Nacional Gran Sasso en L'Aquila, Italia. "Como estamos observando el chorro, donde la materia se mueve a una velocidad cercana a la de la luz, esta emisión se desplaza mucho hacia el azul y se ve empujada hacia energías mucho más altas", ha añadido.

Si esta interpretación es correcta, para producir una línea de emisión con un pico de 12 MeV, las partículas aniquiladas tendrían que haberse estado moviendo hacia nosotros a aproximadamente el 99,9% de la velocidad de la luz.

"Tras décadas de estudiar estas increíbles explosiones cósmicas, aún no entendemos los detalles de cómo funcionan estos chorros", señaló Elizabeth Hays, científica del proyecto Fermi en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Encontrar pistas como esta notable línea de emisión ayudará a los científicos a investigar este entorno extremo con mayor profundidad".