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11/4/11 - DJ:

¡Rayos gamma y centellas!

T.E.L: 4 min. 24 seg.


Nuevos datos sobre los estallidos de rayos gamma largos y cortos se dieron a conocer la semana pasada por una detección muy brillante y una simulación.
batiGRB


El 28 de marzo el Telescopio de Alerta de Swift descubrió una fuente de la que provenían una serie de estallidos brillantes en la constelación de Draco.

El satélite posicionó la fuente, catalogada como GRB 110328A e informó a los astrónomos.

GRB 110328AImagen de Swift



Un GRB (acrónimo de Gamma-ray burst) es un estallido de rayos gamma. También se los llama BRG por Brotes de rayos gamma. Se trata de los eventos más brillantes del universo y vienen en dos "sabores": los hay cortos y largos (más de dos segundos).

En otras ocasiones los astrónomos se han quedado estupefactos ante eventos similares. En este caso, lo sorprendente era su brillo, duración y variabilidad.
Una docena de instrumentos comenzaron a observar el objeto tras la alerta. Una imagen profunda tomada por Hubble el 4 de abril determinó la fuente de la explosión en el centro de una galaxia, a 3.8 mil millones de años luz de distancia.

GRB 110328AImagen de Hubble


El mismo día, con Chandra, se realizó una exposición de 4 horas de la intrigante fuente. La imagen, que localiza el objeto de rayos-X con mucha mayor precisión, muestra que yace efectivamente en el centro de la galaxia observada por Hubble.

GRB 110328AImagen de Chandra


La mayoría de las galaxias, incluyendo la nuestra, poseen un agujero negro central. Así que los astrónomos entrevieron una relación causa-efecto. Una estrella que pasara cerca del agujero negro brillaría mucho. Sin embargo, los científicos han detectado eventos como ese antes, pero ninguno mostró el brillo de rayos-X y la variabilidad de este objeto. La fuente estalló repetidas veces y desde el 3 de abril su brillo se incrementó cinco veces.

Lo que piensan entonces, según indica Andrew Levan de la Universidad de Warwick en el Reino Unido, es que los rayos-X deben provenir de un chorro de materia (jet) que se forma a lo largo del eje de rotación del agujero negro mientras la estrella cae en el disco del masivo objeto. Si el jet apunta a la Tierra, se verá mucho más brillante.

El diagrama ilustra una posible explicación de una serie de estallidos de energía vistos por Swift el 28 de marzo. Observaciones de Hubble mostraron que los estallidos se originaron del centro de una galaxia enana esferoidal a casi 4 mil millones de años luz de distancia. Es posible que los estallidos se hayan originado cuando una estrella pasó cerca del agujero negro central de la galaxia, que tendría quizás hasta 1 millón de veces más masa que el Sol. Las fuerzas gravitacionales de marea habrían destrozado a la estrella y el gas habría alimentado al denso objeto central. El agujero negro formó un chorro de partículas o jet a lo largo de su eje de rotación. Si el jet apuntó hacia la Tierra, los astrónomos verían un poderoso estallido de rayos-X y rayos gamma.


Imagine que mira al cielo y ve la señal del Caballero de la noche. Y que luego, el reflector gira y apunta directamente hacia ud. ¿Vería ahora la señal más brillante?

Para saber si realmente es así se planean más observaciones con Hubble. Mientras tanto, en otro lugar de Ciudad Gótica del Universo...

GRB cortos: los tenemos rodeados
Decir que la ciencia sabe exactamente cómo ocurre algo es faltar a la verdad. Siempre, siempre, quedará algo por saber o determinar con mayor precisión. Pero esto no quita que se avance en el entendimiento del cómo ocurren las cosas.
Con los GRB cortos (de menos de dos segundos de duración) la búsqueda del cómo se generan ha sido elusiva. En principio, para poder estudiarlos, hay que detectar estos estallidos y determinar su posición. Pero muy rápidamente. Hasta 2004 esto era muy complicado, pero desde entonces los astrónomos cuentan con el Satélite Swift que posee el telescopio de alertas de estallidos. El mismo que posibilitó el seguimiento en el caso anterior.

El modelo teórico predominante para explicar los GRB cortos, hasta ahora, era el de dos estrellas de neutrones en colisión, explicó Bruno Giacomazzo de la Universidad de Maryland. Una estrella de neutrones es lo que quedó, el núcleo comprimido, de una estrella con una masa original de menos de 30 veces la del Sol cuando explota como supernova. Su materia alcanza densidades difíciles de reproducir en la Tierra: una cucharadita de materia pesaría como el Himalaya.

Así que para tratar de saber si el modelo teórico es bueno, decidieron hacer una simulación computacional. La misma comenzó con un par de estrellas de neutrones orbitándose a 15 km de distancia. Cada estrella tenía 1.5 veces la masa del Sol, pero empaquetada en una esfera de 28 km de diámetro y generando un campo magnético billones de veces más fuerte que nuestro astro.

Imágenes de la simulación


En 15 milisegundos las estrellas colisionaron, se fusionaron y se transformaron en un agujero negro de casi 3 veces más masa que el Sol. En los siguientes 11 milisegundos el gas arremolinado a muy alta velocidad continuó amplificando el campo magnético hasta convertirlo en miles de veces más fuerte que el original. De a poco el campo magnético se hizo más organizado y formó un par de canales a lo largo del eje de rotación del agujero negro. Esta es la configuración necesaria para generar los chorros de partículas ultrarrápidas o jets que producen los GRB cortos. Al finalizar la simulación, empero, ninguno de esos canales tenía un flujo de materia, pero indican los investigadores que estudios anteriores mostraron que bajo esas condiciones se generarían.

La última palabra no está dicha, pero ahora los investigadores tienen más confianza en el modelo teórico. Como las estrellas de neutrones generarían también ondas gravitacionales, una detección de las mismas daría mayor fortaleza a este y otros modelos astrofísicos. Pero estas ondas también son elusivas. Como que "se alejan, se alejan, las ondas nunca regresan"...

Video: Cuando las estrellas de neutrones colisionan

http://www.youtube.com/watch?v=r4SneO21LRA


Estudiar estos raros eventos es importante porque se trata de los eventos más luminosos del universo. A cualquier caballero de la noche le resultaría interesante.

Sólo para generar una curiosidad inútil: Si a los GRB cortos los imagináramos como un punto y a los largos como a una raya, ¿qué nos estarían diciendo un GRB corto y, un tiempo después (un espacio) uno largo, si los codificáramos en código Morse?

¿Y si fueran tonos (uno largo y uno corto) del POST?

Fuentes y links relacionados



Sobre las imágenes

  • Combinación de imágenes de Señal de Batman. Crédito: thebatmanlegends.blogspot.com e Imagen Chandra.
  • Imagen Swift. Crédito: NASA, Swift, and S. Immler (NASA GSFC)
  • Imagen de Hubble. Crédito: NASA, ESA, and A. Fruchter (STScI)
  • Imagen de Chandra. Crédito: NASA/CXC/Warwick/A.Levan et al.
  • Imágenes de la simulación. Crédito: NASA/AEI/ZIB/M. Koppitz and L. Rezzolla.
  • Ilustración Hubble: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)


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