La Tierra se ve afectada por estallidos leves y cortos de rayos gamma (GRB) la mayoría de los días. Pero a veces, una llamarada gigante como GRB 200415A llega a nuestra galaxia, barriendo la energía que empequeñece nuestro sol. De hecho, las explosiones más poderosas del universo son las explosiones de rayos gamma.

Ahora, Los científicos han demostrado que GRB 200415A proviene de otra posible fuente de GRB breves. Surgió de un muy raro, poderosa estrella de neutrones llamada magnetar.

Los GRB detectados anteriormente provenían de relativamente lejos de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Pero este era de mucho más cerca de casa, en términos cósmicos.

Las explosiones de GRB pueden interrumpir la recepción de teléfonos móviles en la tierra, pero también pueden ser mensajeros de la muy temprana historia del universo.

Un final diferente

"Nuestro sol es una estrella muy común. Cuando muere, se hará más grande y se convertirá en una estrella gigante roja. Después de eso, colapsará en una pequeña estrella compacta llamada enana blanca. Pero las estrellas que son mucho más masivas que el sol juegan un final diferente, "dice el profesor Soebur Razzaque de la Universidad de Johannesburgo.

Razzaque lideró un equipo que predice el comportamiento de GRB para una investigación publicada en Astronomía de la naturaleza el 13 de enero 2021.

"Cuando mueren estas estrellas masivas, explotan en una supernova. Lo que queda después de eso es una estrella compacta muy pequeña, lo suficientemente pequeño como para caber en un valle de unas 12 millas (unos 20 km) de ancho. Esta estrella se llama estrella de neutrones. Es tan denso que solo una cucharada pesaría toneladas en la tierra, " él dice.

Estas estrellas masivas y lo que queda de ellas provocan las mayores explosiones del universo.

Una fracción de segundo reveladora

Los científicos saben desde hace un tiempo que las supernovas emiten largos GRB, que son ráfagas de más de dos segundos. En 2017, descubrieron que dos estrellas de neutrones en espiral entre sí también pueden emitir un GRB corto. El estallido de 2017 se produjo a una distancia segura de 130 millones de años luz de nosotros.

Pero eso no podría explicar ninguno de los otros GRB que los investigadores pudieron detectar en nuestro cielo casi a diario.

Esto cambió en una fracción de segundo a las 4:42 am, hora del este de EE. UU., El 15 de abril, 2020. Ese día, una llamarada gigante GRB pasó por Marte. Se anunció a los satélites, una nave espacial y la Estación Espacial Internacional orbitando alrededor de nuestro planeta. Fue la primera llamarada gigante conocida desde el lanzamiento en 2008 del telescopio espacial de rayos Gamma Fermi de la NASA. Y duró solo 140 milisegundos, en un abrir y cerrar de ojos.

Pero esta vez, Los telescopios e instrumentos en órbita capturaron muchos más datos sobre la llamarada gigante GRB que la anterior detectada 16 años antes.

Ráfagas de otra fuente

El escurridizo visitante cósmico se llamó GRB 200415A. La Red Interplanetaria (IPN), un consorcio de científicos, Descubrí de dónde vino la bengala gigante. GRB 200415A explotó de una magnetar en la galaxia NGC 253, en la constelación del Escultor, ellos dicen.

Todos los GRB conocidos anteriormente fueron rastreados hasta supernovas o dos estrellas de neutrones en espiral entre sí.

"En la Vía Láctea hay decenas de miles de estrellas de neutrones, "dice Razzaque." De esos, actualmente se sabe que solo 30 son magnetares.

"Los magnetares son hasta mil veces más magnéticos que las estrellas de neutrones ordinarias. La mayoría emite rayos X de vez en cuando. Pero hasta ahora, sólo sabemos de un puñado de magnetares que produjeron llamaradas gigantes. El más brillante que pudimos detectar fue en 2004. Luego, GRB 200415A llegó en 2020 ".

Galaxy NGC 253 está fuera de nuestra casa, la vía Láctea, pero está a solo 11,4 millones de años luz de nosotros. Eso está relativamente cerca cuando se habla del poder de freído nuclear de una llamarada gigante GRB.

Una llamarada gigante es mucho más poderosa que las erupciones solares de nuestro sol, es difícil de imaginar. Las grandes erupciones solares de nuestro sol a veces interrumpen la recepción de teléfonos celulares y las redes eléctricas.

La llamarada gigante GRB en 2004 también interrumpió las redes de comunicación.

Segunda ola capturada por primera vez

"No hay dos estallidos de rayos gamma (GRB) iguales, incluso si suceden de manera similar. Y tampoco hay dos magnetares iguales. Todavía estamos tratando de entender cómo las estrellas terminan su vida y cómo se producen estos rayos gamma tan energéticos. dice Razzaque.

"Es solo en los últimos 20 años, que tenemos todos los instrumentos para detectar estos eventos GRB de muchas formas diferentes:en ondas gravitacionales, ondas de radio, luz visible, Rayos X y rayos gamma ".

"GRB 200415A fue la primera vez que se detectaron la primera y la segunda explosión de una bengala gigante, " él dice.

Entendiendo la segunda ola

En la investigación de 2005, Razzaque predijo una primera y segunda explosión durante una llamarada gigante.

Para la investigación actual en Astronomía de la naturaleza , encabezó un equipo que incluía a Jonathan Granot de la Open University en Israel, Ramandeep Gill de la Universidad George Washington y Matthew Baring de la Universidad Rice.

Desarrollaron un modelo teórico actualizado, o predicción, de cómo se vería una segunda explosión en una llamarada gigante GRB. Después del 15 de abril 2020, podrían comparar su modelo con los datos medidos de GRB 200415A.

"Los datos del Fermi Gamma-ray Burst Monitor (Fermi GBM) nos informan sobre la primera explosión. Los datos del Fermi Large Area Telescope (Fermi LAT) nos informan sobre la segunda, "dice Razzaque.

"La segunda explosión ocurrió unos 20 segundos después de la primera, y tiene una energía de rayos gamma mucho mayor que la primera. También duró más. Sin embargo, todavía tenemos que entender qué sucede después de unos cientos de segundos ".

Mensajeros sobre el tiempo profundo

Si la próxima llamarada gigante GRB ocurre más cerca de nuestra galaxia natal, la Vía Láctea, un potente radiotelescopio en tierra como MeerKAT en Sudáfrica, puede ser capaz de detectarlo, él dice.

"Esa sería una excelente oportunidad para estudiar la relación entre las emisiones de rayos gamma de muy alta energía y las emisiones de ondas de radio en la segunda explosión. Y eso nos diría más sobre lo que funciona y lo que no funciona en nuestro modelo".

Cuanto mejor comprendamos estas explosiones fugaces, mejor podremos comprender el universo en el que vivimos. Una estrella que muere poco después del comienzo del universo podría estar interrumpiendo la recepción de teléfonos celulares en la actualidad.

"Aunque los estallidos de rayos gamma explotan desde una sola estrella, podemos detectarlos desde muy temprano en la historia del universo. Incluso volviendo a cuando el universo tenía unos cientos de millones de años, ", dice Razzaque." Eso es en una etapa muy temprana de la evolución del universo. Las estrellas que murieron en ese momento ... solo estamos detectando sus estallidos de rayos gamma ahora, porque la luz tarda en viajar. Esto significa que los estallidos de rayos gamma pueden decirnos más sobre cómo el universo se expande y evoluciona con el tiempo ".

los Astronomía de la naturaleza El artículo se titula "Emisión de alta energía de una llamarada gigante magnetar en la galaxia Escultor".