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13/6/07 - DJ:

Materia eyectada a ultra velocidad

Un telescopio robótico midió la velocidad de material ejectado en muerte cósmica.

Usando un telescopio robótico de ESO en el Observatorio de La Silla, astrónomos han medido por primera vez la velocidad de las explosiones de rayos gamma. El material viaja a la extraordinaria velocidad de más del 99.999% de la velocidad de la luz, el límite máximo de velocidad en el Universo.

Curva de luz del 7 de junio de 2006 del GRB 060607A. (c) ESO

Vía ESO
"Con el desarrollo de rápidas antenas en telescopios de suelo como el telescopio de 0.6m REM de ESO en La Silla, ahora podemos estudiar con gran detalle los primeros momentos siguientes a estas catástrofes cósmicas", dijo Emilio Molinari, líder del equipo que hizo el descubrimiento.

Las explosiones de rayos gamma (GRB, del inglés Gamma-ray bursts) son poderosas explosiones en galaxias distantes que suelen señalar la muerte de las estrellas. Son tan brillantes que, por un corto momento, casi rivalizan con toda la galaxia en luminosidad. Duran, sin embargo, por poco tiempo, desde menos de un segundo a unos pocos minutos. Los astrónomos saben hace tiempo que, para emitir semejante increíble poder en tan poco lapso, el material explotado debe moverse a una velocidad comparable con la de la luz, unos 300 mil kilómetros por segundo. Al estudiar la evolución temporal de la luminosidad de las explosiones, ha sido posible por primera vez medir precisamente esa velocidad.

Las explosiones de rayos gamma, que son invisibles para nuestros ojos, son descubiertas por satélites artificiales. La colisión de estas explosiones en el gas circundante genera un fulgor visible en el óptico e infrarojo cercano que puede radiar por varias semanas. Un conjunto de telescopios robóticos fueron construidos en tierra, listos para captar esta emisión (ver nota de prensa de ESO 17/07). El 18 de abril y 7 de junio de 2006, el satélite Swift de NASA detectó dos brillantes explosiones gamma (GRB060418 y GRB060607A). En materia de pocos segundos, su posición fue transmitida a tierra y el telescopio REM comenzó automáticamente a observar los campos GRB, detectando el fulgor infrarojo y monitoreó la evolución de su luminosidad como una función de tiempo (curva de luz). El pequeño tamaño del telescopio es compensado por su rápido giro de ejes, lo que permitió a los astrónomos comenzar las observaciones muy pronto luego de la detección (39 y 41 segundos luego del alerta, respectivamente) y monitorear los estadíos tempranos de su curva de luz.

Las explosiones fueron localizadas a 9.3 y 11.5 mil millones de años luz de distancia, respectivamente.

Para ambos eventos, la curva de luz alcanzaron un pico y eventualemnte comenzaron a declinar, como los fulgores típicos de GRB. El pico es, sin embargo, sólo raramente detectado. Su determinación es muy importante desde que permite una medición directa de la velocidad de expansión de la explosión de material. Para ambas explosiones, la velocidad estuvo muy cerca de la velocidad de la luz, precisamente 99.9997% de su valor. Los científicos usan un número especial, llamado factor de Lorentz, para expresar estas altas velocidades. Objetos moviéndose mucho más lentos que la luz tienen un factor de Lorentz de cerca de 1, mientras que para los dos GRBs es de cerca de 400.

"La materia se está moviendo con una velocidad que sólo difiere de la de la luz en sólo tres partes en un millón", dijo Stefano Covino, coautor del estudio. "Mientras las partículas singulares en el Universo pueden ser aceleradas a grandes velocidades -por ejemplo factores de Lorentz mucho mayores- uno tiene que saber que en estos casos, es el equivalente a unas 200 veces la masa de la Tierra la que adquiere esta increíble velocidad"

La medición del factor de Lorentz es un paso importante en el entendimiento de estas explosiones. Este es, de hecho, uno de los parámetros fundamentales de la teoría que intenta explicar estas gigantes explosiones y hasta ahora era pobremente determinada.

"La próxima pregunta es qué tipo de 'motor' puede acelerar la materia a semejantes velocidades", comentó Covino.

La investigación se publica en el paper titulado "REM observations of GRB060418 and GRB060607A: the onset of the afterglow and the initial fireball Lorentz factor determination", by E. Molinari, S. D. Vergani, D. Malesani, S. Covino, et al. Está disponible en Astronomy & Astrophysics.





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