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    Kilonovae:Emboscada a la vela estándar en su propio nido.

    El plano fundamental de rayos X de la muestra de platino, las Kilonovae y las SNe Ib / c asociadas con los GRB. Diario astrofísico (2020). DOI:10.3847 / 1538-4357 / abbe8a. ArXiv:https://arxiv.org/abs/2010.02092

    Las explosiones de rayos gamma (GRB) son los fenómenos transitorios más luminosos y explosivos del universo después del Big Bang. Un equipo internacional de investigadores dirigido por la Dra. Maria Dainotti ha presentado recientemente una poderosa herramienta para caracterizar y clasificar los GRB que les permita ser utilizados como trazadores de la historia de expansión del universo y comprender sus misteriosos y debatidos mecanismos físicos. profesor asistente en la Universidad Jagellónica, Polonia. El nuevo artículo, que ha sido aceptado por el Diario astrofísico , es un análisis estadístico de las propiedades de los misteriosos GRB, destinado a determinar las propiedades de observación de las subclases de GRB. El artículo presta especial atención a los GRB asociados con las kilonovas.

    Los astrónomos solo pueden medir directamente distancias a objetos que están cerca de la Tierra y deben extrapolar las distancias a objetos más alejados. Todos los objetos que sirven como peldaños en la escalera de distancias cosmológicas tienen luminosidades conocidas y se denominan "velas estándar". Una vez que se conoce la luminosidad absoluta de la vela estándar, la distancia a ese objeto se puede calcular en función de su brillo medido. Por ejemplo, la luz de la misma vela estándar aparecerá más tenue cuando esté más lejos. Los GRB son tan poderosos que en unos segundos, emiten el equivalente a la energía emitida por el sol durante toda su vida. Por lo tanto, es posible observar GRB a distancias increíblemente grandes (también conocido como, alto corrimiento al rojo), mucho más lejos que las velas estándar como las supernovas de tipo Ia (SNe Ia) que se observan hasta a 11 mil millones de años luz. El uso de GRB como un nuevo tipo de vela estándar permitirá a los astrónomos estudiar y comprender cuestiones cosmológicas que podrían cambiar los modelos actuales con respecto a la historia del universo y su evolución.

    A pesar de décadas de observaciones, Todavía no se ha alcanzado un modelo completo capaz de explicar los mecanismos físicos subyacentes y las propiedades de estos objetos. Se han propuesto muchos orígenes físicos posibles para los PSG, como la explosión de una estrella extremadamente masiva (los GRB de larga duración) o la fusión de dos objetos compactos (los GRB de corta duración).

    Las kilonovas (KNe) son objetos astrofísicos vinculados a GRB que duran menos de dos segundos. Estos GRB cortos provienen de explosiones después de la fusión de dos objetos compactos como las estrellas de neutrones (NS). La detección de la emisión de rayos X en una ubicación coincidente con el transitorio KN puede proporcionar el vínculo observacional que falta entre los GRB cortos y las ondas gravitacionales (GW) producidas por las fusiones NS. La primera detección del KN asociado con GW y el corto GRB 170817 ha abierto una nueva era de observaciones e investigación teórica. La pieza que falta en esta historia de larga data es la conexión de KNe y las correlaciones observacionales de GRB que Dainotti et al. ahora proporcione.

    Incluso cuando todos los GRB se observan con el mismo satélite, en este caso, Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA, Se considera que las características de los GRB varían ampliamente en varios órdenes de magnitud. Esto se aplica no solo a la emisión rápida (el evento principal en los rayos gamma), sino también a la fase de resplandor prolongado (que sigue a la emisión inmediata y se ve en una amplia gama de longitudes de onda). Por lo tanto, el punto clave del artículo de Dainotti et al., es la búsqueda de características que permanezcan invariables de acuerdo con clases peculiares de GRB.

    El equipo ha encontrado una correlación tridimensional, es decir., un vínculo entre las siguientes tres variables que identifica un plano:duración de la fase de meseta de rayos X, su luminosidad, y la luminosidad de la característica de rayos gamma de pico rápido. Las distancias de los GRB desde el plano de una clase determinada permitieron a los autores determinar si los GRB pertenecen a esa clase en particular al mostrar diferentes características relacionadas con esta correlación 3-D. Dainotti y col. también muestran que aunque los eventos GRBs-KNe son una submuestra de la clase más grande de GRBs de corta duración (cuboides rojos), muestran algunas peculiaridades de observación:De hecho, todos se encuentran por debajo del plano fundamental corto como se muestra en la Figura 1 (icosaedros truncados amarillos).

    En este análisis, sesgos de selección y efectos evolutivos (a saber, cómo las variables cambian con la distancia o el corrimiento al rojo) se han tenido en cuenta y han demostrado que el plano fundamental señalado por las kilonovas es confiable e independiente de los efectos de selección; por lo tanto, Es posible la aplicación futura de este plano como herramienta cosmológica. De hecho, el plano GRBs-KNe tiene la menor distancia observada desde su plano, llamado dispersión intrínseca. Aquí, esta dispersión es un 29% más pequeña que en un análisis anterior, ver Fig.1, que fue de un comunicado de prensa de la NASA en 2016. Observamos que este hallazgo se ha alcanzado de forma natural sin asumir ningún criterio observacional como se había hecho en estudios previos realizados por algunos de los autores de esta investigación. Este nuevo resultado es, por tanto, un paso más adelante que los análisis anteriores.

    Observamos aquí que todos los KN-SGRB (marcados en amarillo) caen por debajo del plano de mejor ajuste. Además, los GRB asociados con el plano KNe todavía tienen una distancia muy pequeña del plano de las kilonovas respectivo cuando se tiene en cuenta la evolución, ver Fig. 2. Cuanto menor es la distancia desde el avión, cuanto más útil sea el plano para ser utilizado como herramienta cosmológica. Una gran ventaja de utilizar los GRB asociados con las kilonovas es que los eventos GRBKNe tienen un proceso de emisión física más claro en comparación con otras clases de GRB observacionales.

    Por lo tanto, El salto adelante en este estudio es que esta muestra tiene una conexión a tierra física relacionada con la relación del plano fundamental independientemente de las características de la fase de meseta que pueden variar ampliamente de un GRB a otro.


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