El descubrimiento del resplandor crepuscular. A la izquierda hay una imagen del llamado telescopio Pan-STARRS en Hawai tomada antes de la explosión. A la derecha hay una imagen de la misma parte del cielo tomada con el telescopio óptico nórdico pocos minutos después de que el satélite Swift registrara la explosión. Crédito:Instituto Niels Bohr
Un equipo de investigación internacional, con participación del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, ha encontrado el mismo tipo de polvo interestelar que conocemos de la Vía Láctea en una galaxia distante a 11 mil millones de años luz de la Tierra. Se ha descubierto que este tipo de polvo es raro en otras galaxias y el nuevo descubrimiento juega un papel importante en la comprensión de lo que se necesita para que se forme este tipo particular de polvo interestelar.
Las galaxias son estructuras complejas compuestas por muchas partes individuales, como estrellas, gas, polvo y materia oscura. Aunque el polvo solo representa una pequeña parte de la cantidad total de materia en una galaxia, juega un papel importante en cómo se forman las estrellas y cómo la luz de las estrellas escapa de las galaxias. Los granos de polvo pueden absorber y dispersar la luz. Las partículas de polvo también juegan un papel decisivo en la formación de planetas y, por tanto, también para la comprensión de nuestra propia existencia en la Tierra.
El polvo de las galaxias se compone de pequeños granos de carbono, silicio, planchar, aluminio y otros elementos más pesados. La Vía Láctea tiene un contenido muy alto de polvo carbonoso, que se ha demostrado que es muy raro en otras galaxias. Pero ahora se ha encontrado un tipo similar de polvo en unos pocos, galaxias muy distantes que los investigadores han podido investigar utilizando la luz de estallidos de rayos gamma. Los estallidos de rayos gamma provienen de estrellas masivas que explotan cuando se agota el combustible en su núcleo. La explosión hace que las estrellas moribundas emitan poderosas ráfagas de luz que los astrónomos pueden usar para analizar de qué se componen las galaxias. Específicamente, pueden medir el contenido elemental y analizar su camino hacia las propiedades de las propiedades del polvo examinando la luz que se escapa de las galaxias.
El polvo carbonoso se registra en las mediciones como una "protuberancia de polvo", es decir, un alto valor de polvo con dicha composición. Esta protuberancia de polvo ultravioleta ahora se ha detectado en un estallido de rayos gamma, que ha sido nombrado GRB180325A y el resultado acaba de ser aceptado para su publicación en la revista Cartas de revistas astrofísicas . La autora principal es Tayyaba Zafar, quien completó su doctorado. estudia en el Instituto Niels Bohr en Copenhague y ahora trabaja en el Observatorio Australiano Angle en Australia. Varios otros investigadores de NBI son coautores del artículo.
GRB180325A fue detectado por el Observatorio Swift de Neil Gehrel (NASA) el 28 de marzo de 2018. Swift es una misión satelital que detecta rayos gamma de las estrellas moribundas. Cuando tal detección del satélite golpea a los astrónomos, comienza un período agitado. Los astrónomos intentan observar esa parte del cielo lo más rápido posible para asegurar la información crucial que les permite estudiar el interior de la galaxia en la que se originó la explosión. En este caso Kasper Heintz, quien hizo su tesis de maestría en el Instituto Niels Bohr y ahora es un Ph.D. estudiante de la Universidad de Islandia, estaba de servicio. Activó el telescopio óptico nórdico (NOT) en La Palma, donde el profesor Johan Fynbo del Instituto Niels Bohr estaba observando para otro proyecto. Las primeras observaciones de la luz del estallido de rayos gamma se consiguieron solo unos minutos después del descubrimiento por Swift.
Espectros del resplandor crepuscular de GRB 180325A tomados con el NOT y el ESO / VLT X-shooter. La protuberancia de polvo se ve como la protuberancia hacia abajo, que está en el espectro alrededor de 7000 Å. Para comparacion, puede ver la protuberancia de polvo de la Vía Láctea en el pequeño recuadro a la izquierda. Crédito:Tayyaba Zafar (AAO) et al.
Las observaciones de NOT mostraron que la estrella había explotado en una galaxia con un corrimiento al rojo de 2,25, lo que significa que la luz ha viajado aproximadamente 11 mil millones de años luz. Las observaciones mostraron inmediatamente que la protuberancia de polvo, conocido de la Vía Láctea, estaba presente en esta galaxia. Luego, el equipo observó el estallido de rayos gamma con el espectrógrafo X-shooter en el Very Large Telescope (Observatorio Europeo Austral) de ESO en el Cerro Paranal en Chile. Considerándolo todo, Se aseguraron cuatro espectros del resplandor del estallido de rayos gamma, todos con una detección clara del bulto de polvo.
"Es un hermoso ejemplo de cómo las observaciones en el espacio y en todo el mundo pueden trabajar juntas y crear avances en la investigación. El trabajo también da motivo para expresar un gran agradecimiento a la Fundación Carlsberg, sin el cual la astronomía danesa no tendría acceso al Very Large Telescope ni NO, "dice el profesor Johan Fynbo.
"Nuestros espectros muestran que la presencia de carbono atómico parece ser un requisito para el polvo que hace que se forme la protuberancia de polvo, "dice Kasper Heintz.
La protuberancia de polvo se ha visto previamente en observaciones de otras cuatro explosiones de rayos gamma, el último de los cuales se detectó hace 10 años.
"Más observaciones de este tipo nos permitirán encontrar más galaxias con esta protuberancia de polvo y así realizar un estudio más sistemático de las similitudes y diferencias en la composición del polvo a lo largo de la historia del Universo y en galaxias con diferentes propiedades". "dice el Dr. Tayyaba Zafar.
