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    Los astrónomos desenmascaran erupciones cósmicas en galaxias cercanas

    El 15 de abril 2020, una onda de rayos X y rayos gamma que dura sólo una fracción de segundo activó detectores en naves espaciales europeas y de la NASA. El evento fue una llamarada gigante de una magnetar, un tipo de remanente estelar del tamaño de una ciudad que cuenta con los campos magnéticos más fuertes conocidos. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA

    Un breve estallido de luz de alta energía barrió el sistema solar el 15 de abril, activando muchos instrumentos espaciales, incluidos los que están a bordo de la NASA y las misiones europeas. Ahora, Múltiples equipos científicos internacionales concluyen que la explosión provino de un remanente estelar supermagnetizado conocido como magnetar ubicado en una galaxia vecina.

    Este hallazgo confirma las sospechas de que algunos estallidos de rayos gamma, o GRB, que son erupciones cósmicas detectadas en el cielo casi a diario, son de hecho poderosas llamaradas de magnetares relativamente cerca de casa.

    "El descubrimiento de la existencia de una población de llamaradas de magnetar extragalácticas proporcionará oportunidades de investigación futuras para que LIGO y los físicos nucleares profundicen en las cuestiones centrales del universo, ", dijo el profesor asistente del Departamento de Física y Astronomía de LSU, Eric Burns, quien es parte de este descubrimiento internacional.

    El destello de magnetar del 15 de abril prueba que estos eventos constituyen su propia clase de GRB. Burns dirigió un artículo que estudia a sospechosos adicionales utilizando datos de numerosas misiones. Los hallazgos aparecerán en The Cartas de revistas astrofísicas . Estalla cerca de la galaxia M81 en 2005 y la galaxia de Andrómeda, o M31, en 2007 ya se había sugerido que eran bengalas gigantes, y el equipo identificó una llamarada en M83, también visto en 2007 pero se informó recientemente. Los científicos también observaron llamaradas gigantes en 1979, 1998 y 2004.

    "Es una pequeña muestra, pero ahora tenemos una mejor idea de sus verdaderas energías, y hasta dónde podemos detectarlos, ", Dijo Burns." Un pequeño porcentaje de GRB cortos pueden ser realmente llamaradas gigantes de magnetar. De hecho, pueden ser los estallidos de alta energía más comunes que hemos detectado hasta mucho más allá de nuestra galaxia, unas cinco veces más frecuentes que las supernovas ".

    Los GRB son las explosiones más poderosas del cosmos y pueden detectarse a miles de millones de años luz. Aquellos que duran menos de unos dos segundos, llamados GRB cortos, ocurren cuando un par de estrellas de neutrones en órbita, que son los restos aplastados de las estrellas que estallan, en espiral entre sí y fusionarse. Los astrónomos confirmaron este escenario para al menos algunos GRB cortos en 2017, cuando un estallido siguió a la llegada de ondas gravitacionales, o ondas en el espacio-tiempo, producido cuando las estrellas de neutrones se fusionaron a 130 millones de años luz de distancia.

    “La explicación preferida para la mayoría de las explosiones cortas de rayos gamma es que son emitidas por un chorro de escombros que se mueve cerca de la velocidad de la luz producida en la fusión de estrellas de neutrones o una estrella de neutrones y un agujero negro, ", dijo Eric Burns, miembro del equipo de monitor de ráfagas de rayos gamma de Fermi, luego en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. "LIGO nos dice que hubo una fusión de objetos compactos, y Fermi nos dice que hubo una breve explosión de rayos gamma. Juntos, sabemos que lo que observamos fue la fusión de dos estrellas de neutrones, confirmando dramáticamente la relación ".

    Los magnetares son estrellas de neutrones con los campos magnéticos más fuertes conocidos, con hasta mil veces la intensidad de las estrellas de neutrones típicas y hasta 10 billones de veces la fuerza de un imán de refrigerador. Las alteraciones moderadas del campo magnético pueden hacer que los magnetares hagan erupción con explosiones esporádicas de rayos X durante semanas o más. Los magnetares rara vez producen enormes erupciones llamadas llamaradas gigantes que producen rayos gamma, la forma de luz de mayor energía.

    Poco antes de las 4:42 a.m.EDT del 15 de abril, 2020, una breve, poderoso estallido de rayos X y rayos gamma barrió Marte, activando el detector de neutrones de alta energía ruso a bordo de la nave espacial Mars Odyssey de la NASA, que ha estado orbitando el planeta desde 2001. Aproximadamente 6,6 minutos después, la explosión activó el instrumento ruso Konus a bordo del satélite Wind de la NASA, que orbita un punto entre la Tierra y el Sol ubicado alrededor de 930, 000 millas de distancia. Después de otros 4.5 segundos, la radiación pasó por la Tierra, instrumentos de activación en el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA, así como en el satélite INTEGRAL y el Monitor de interacciones atmósfera-espacio de la Agencia Espacial Europea, o ASIM, a bordo de la Estación Espacial Internacional.

    El pulso de radiación duró solo 140 milisegundos, o tan rápido como un parpadeo o un chasquido de dedo.

    El Fermi, Rápido, Viento, Las misiones Mars Odyssey e INTEGRAL participan en un sistema de localización GRB llamado Red InterPlanetaria, o IPN. Ahora financiado por el proyecto Fermi, el IPN ha operado desde finales de la década de 1970 utilizando diferentes naves espaciales ubicadas en todo el sistema solar. Debido a que la señal llegó a cada detector en diferentes momentos, cualquier par de ellos puede ayudar a reducir la ubicación de una explosión en el cielo. Cuanto mayor sea la distancia entre las naves espaciales, cuanto mejor sea la precisión de la técnica.

    El IPN colocó la ráfaga del 15 de abril, llamado GRB 200415A, directamente en la región central de NGC 253, una brillante galaxia espiral ubicada a unos 11,4 millones de años luz de distancia en la constelación del Escultor. Esta es la posición del cielo más precisa hasta ahora determinada para una magnetar ubicada más allá de la Gran Nube de Magallanes, un satélite de la galaxia y anfitrión de una llamarada gigante en 1979, el primero jamás detectado.

    Las llamaradas gigantes de los magnetares en la Vía Láctea y sus satélites evolucionan de una manera distinta, con un rápido aumento al brillo máximo seguido de una cola más gradual de emisión fluctuante. Estas variaciones son el resultado de la rotación de la magnetar, que hace que la ubicación de la llamarada aparezca y desaparezca repetidamente de la Tierra, como un faro.

    Observar esta cola fluctuante es una prueba concluyente de una llamarada gigante. Visto desde millones de años luz de distancia aunque, esta emisión es demasiado tenue para detectarla con los instrumentos actuales. Debido a que faltan estas firmas, las llamaradas gigantes en el vecindario galáctico pueden disfrazarse como GRB de tipo fusión mucho más distantes y poderosos.

    Recientemente, La NASA anunció que ha elegido cuatro misiones astrofísicas a pequeña escala para un mayor desarrollo de conceptos en un nuevo programa llamado Pioneers. A través de pequeños satélites y globos científicos, estas selecciones permiten nuevas plataformas para explorar fenómenos cósmicos como la evolución de las galaxias, exoplanetas, neutrinos de alta energía, y fusiones de estrellas de neutrones. Una de las misiones, llamado StarBurst, dirigido por Dan Kocevski, Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, como investigador principal y Eric Burns como director científico, está diseñado para estudiar GRB breves, en asociación con LIGO para una mayor exploración cósmica, juntos seguirán entendiendo estas fuentes.


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