BOAT: El GRB más luminoso de todos los tiempos

T.E.L: 4 min.

Una luz que se enciende y otra que se apaga.

En 1963 la Unión Soviética, el Reino Unido y Estados Unidos firmaron el Tratado de prohibición parcial de los ensayos nucleares que impedía probar armas nucleares en la atmósfera, bajo agua y en el espacio. Para monitorear el asunto, USA lanzó los satélites Vela. En 1967, Vela 3 y Vela 4 detectaron un corto fulgor de rayos gamma, el primer GRB como se los conoce por sus siglas en inglés (Gamma Ray Burst). Estos estallidos pueden ser muy cortos, entre 0,01 y 10 mil segundos y son los eventos más luminosos conocidos.

En 1972 se lanzaron las naves Voyager. Durante su viaje, Voyager 1 permitió a los astrónomos identificar más de 10.000 estallidos de rayos gama. El 8 de octubre de 2022, Voyager 1 registró otro evento en sus detectores. Luego se detectó en muchos otros instrumentos y llegó a la Tierra. El primer anuncio fue emitido por el monitor de estallidos de rayos gamma Fermi; sin embargo, no fue posible localizar o clasificar el suceso. Una hora después, el observatorio Swift (ahora llamado Neil Gehrels Swift Observatory) también detectó un evento, que era el mismo. Se designó al estallido como GRB 221009A. Se trata del GRB más luminoso detectado hasta ahora. El apodo con el que se conoce al evento es BOAT (brightest of all time), que significa "el más brillante de todos los tiempos".

Eric Burns, astrónomo de la Universidad de Louisiana, analizó unos 7000 GRB y estableció cuán frecuentemente estos eventos pueden ocurrir: una vez cada 10 mil años.

El estallido fue tan brillante que los instrumentos en el espacio no pudieron grabar la verdadera intensidad de la emisión. Pero se pudo reconstruir la información con datos de Fermi y compararlos con los del equipo ruso Konus y los datos de China.

La señal de BOAT estuvo viajando casi 2 mil millones de años antes de llegar a la Tierra, lo que convierte al evento en uno de los más cercanos GRB "largos", con una emisión de 2 segundos. Los astrónomos piensan que estos estallidos son el signo de la formación de un agujero negro al colapsar una estrella masiva. Al absorber materia circundante, el agujero emite jets de materia en direcciones opuestas que contienen partículas aceleradas a casi la velocidad de la luz. Estos chorros de partículas surcan las estrella y emiten rayos-X y rayos gamma.

Imagen inicial: La Cámara de Campo Amplio 3 del Telescopio Espacial Hubble reveló el resplandor infrarrojo (en círculo) del GRB BOAT y su galaxia anfitriona, visto casi de canto como un rayo de luz que se extiende hacia la parte superior derecha del estallido. Esta composición incorpora imágenes tomadas el 8 de noviembre y el 4 de diciembre de 2022, uno y dos meses después de la erupción.

Dado su brillo, el resplandor del estallido puede seguir siendo detectable por telescopios durante varios años. La imagen combina tres imágenes del infrarrojo cercano tomadas cada día en longitudes de onda de 1 a 1,5 micras.

¿DÓNDE ESTÁ LA SUPERNOVA?

Por lo dicho, es esperable que se observe una supernova poco después, pero hasta ahora no fue detectada. Una posible razón es que el GRB ocurrió en una parte del cielo a pocos grados del plano de la Vía Láctea, donde gruesas nubes de polvo pueden atenuar la luz. Se usaron los telescopios Hubble y James Webb para investigar la zona en longitudes infrarrojas, pero tampoco se halló nada. "Pero es posible que la estrella haya colapsado directo a un agujero negro en vez de explotar", declaró Andrew Levan, en un comunicado de NASA. Hace pocos días publicamos aquí un post sobre "supernovas fallidas", que podría ser una posible explicación.

El evento registrado posee algunas características inusuales, como los anillos de rayos-X. A medida que los rayos-X viajan hacia nosotros, algunos de ellos se reflejaron en las capas de polvo, creando "ecos de luz" extendidos de la explosión inicial en forma de anillos de rayos X que se expandieron desde la ubicación de la explosión.

GRB 221009A es el séptimo GRB que muestra anillos de rayos-X y triplica el número de los anteriores. Los ecos provienen de polvo localizado entre 700 y 61 mil años luz de distancia.

El Dr. Benjamin Gompertz, de la Universidad de Birmingham añadió: "Los GRB como 221009A están alimentados por estrellas muy masivas que se quedan sin combustible y colapsan en agujeros negros por su propia gravedad. El material extremadamente caliente que deja este proceso podría ser un sitio de nacimiento importante para elementos pesados como el oro. Las observaciones con JWST pueden detectar firmas reveladoras de la formación de nuevos elementos pesados, enseñándonos sobre los orígenes cósmicos de algunos de los elementos más masivos que se encuentran en la naturaleza”.

SE APAGÓ LA LUZ DE UN ASTRÓNOMO

Lamentablemente, mientras se encendió una luz, se apagó otra.

David Alexander Kann es autor de varios trabajos sobre este estallido. Falleció unas pocas semanas después de la publicación de los primeros resultados observacionales, el 10 de marzo de 2023, a la edad de 46 años. En un paper publicado en APJL por Eric Burns junto a Kann figura un agradecimiento: "Agradecemos al Universo por programar este estallido para que llegue a la Tierra después de la invención de los monitores GRB, pero durante nuestras carreras de investigación activas". Kann falleció durante la revisión de ese trabajo, según se indica en el mismo paper.

David Alexander Kann, q. e. p. d.☉