La buena suerte y el equipo científico de vanguardia han permitido a los científicos observar un chorro de estallido de rayos gamma con un radiotelescopio y detectar la polarización de las ondas de radio dentro de él por primera vez, acercándonos a comprender las causas de las explosiones más poderosas del universo. .

Los estallidos de rayos gamma (GRB) son las explosiones más energéticas del universo, emitiendo poderosos chorros que viajan a través del espacio a más del 99,9% de la velocidad de la luz, como una estrella mucho más masiva que nuestro sol colapsa al final de su vida para producir un agujero negro.

Estudiar la luz de los chorros Gamma Ray Burst a medida que la detectamos viajando a través del espacio es nuestra mejor esperanza de entender cómo se forman estos poderosos chorros. pero los científicos deben ser rápidos para colocar sus telescopios en posición y obtener los mejores datos. La detección de ondas de radio polarizadas de un chorro de ráfaga, posible gracias a una nueva generación de radiotelescopios avanzados, ofrece nuevas pistas sobre este misterio.

La luz de este evento en particular, conocido como GRB 190114C, que explotó con la fuerza de millones de soles de TNT hace unos 4.500 millones de años, llegó al Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA el 14 de enero, 2019.

Una alerta rápida de Swift permitió al equipo de investigación dirigir el telescopio Atacama Large Millimeter / Sub-Millimeter Array (ALMA) en Chile para observar el estallido solo dos horas después de que Swift lo descubriera. Dos horas después, el equipo pudo observar el GRB desde el telescopio Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) cuando se hizo visible en Nuevo México. ESTADOS UNIDOS.

La combinación de las mediciones de estos observatorios permitió al equipo de investigación determinar la estructura de los campos magnéticos dentro del propio chorro. lo que afecta la forma en que se polariza la luz de la radio. Las teorías predicen diferentes disposiciones de campos magnéticos dentro del chorro según el origen de los campos, por lo que la captura de datos de radio permitió a los investigadores probar estas teorías con observaciones de telescopios por primera vez.

El equipo de investigación de la Universidad de Bath, Northwestern University, la Universidad Abierta de Israel, Universidad Harvard, Universidad Estatal de California en Sacramento, el Instituto Max Planck en Garching, y la Universidad John Moores de Liverpool descubrieron que solo el 0,8% de la luz del jet estaba polarizada, lo que significa que el campo magnético del chorro solo se ordenó en parches relativamente pequeños, cada uno de menos del 1% del diámetro del chorro. Los parches más grandes habrían producido luz más polarizada.

Estas mediciones sugieren que los campos magnéticos pueden desempeñar un papel estructural menos significativo en los chorros GRB de lo que se pensaba anteriormente.

Esto nos ayuda a delimitar las posibles explicaciones de las causas y los impulsos de estas extraordinarias explosiones. El estudio se publica en Cartas de revistas astrofísicas .

Primer autor Dr. Tanmoy Laskar, del grupo de Astrofísica de la Universidad de Bath, dijo:"Queremos entender por qué algunas estrellas producen estos chorros extraordinarios cuando mueren, y el mecanismo por el cual se alimentan estos chorros:las salidas más rápidas conocidas en el universo, moviéndose a velocidades cercanas a la de la luz y brillando con la increíble luminosidad de más de mil millones de soles combinados.

"Estaba en un taxi de camino al aeropuerto O'Hare en Chicago, tras una visita a colaboradores cuando estalló el estallido. El brillo extremo de este evento y el hecho de que fue visible en Chile de inmediato lo convirtió en un objetivo principal para nuestro estudio. así que inmediatamente me comuniqué con ALMA para decirle que íbamos a observar este, con la esperanza de detectar la primera señal de radiopolarización.

"Fue una casualidad que el objetivo estuviera bien colocado en el cielo para las observaciones tanto con ALMA en Chile como con el VLA en Nuevo México. Ambas instalaciones respondieron rápidamente y el clima fue excelente. Luego pasamos dos meses en un proceso minucioso para asegurarnos de que La medición era genuina y estaba libre de efectos instrumentales. Todo comprobado, y eso fue emocionante.

Dra. Kate Alexander, quién dirigió las observaciones de VLA, dijo:"Los datos de frecuencia más baja del VLA ayudaron a confirmar que estábamos viendo la luz del propio jet, en lugar de la interacción del jet con su entorno ".

El Dr. Laskar agregó:"Esta medición abre una nueva ventana a la ciencia de los GRB y los estudios de los chorros astrofísicos energéticos. Nos gustaría saber si el bajo nivel de polarización medido en este evento es característico de todos los GRB, y de ser así, lo que esto podría decirnos sobre las estructuras magnéticas en los chorros GRB y el papel de los campos magnéticos en la alimentación de los chorros en todo el universo ".

Profesora Carole Mundell, Jefe de Astrofísica de la Universidad de Bath, added:"The exquisite sensitivity of ALMA and rapid response of the telescopes has, por primera vez, allowed us to swiftly and accurately measure the degree of polarisation of microwaves from a GRB afterglow just two hours after the blast and probe the magnetic fields that are thought to drive these powerful, ultrafast outflows."

The research team plans to hunt for more GRBs to continue to unravel the mysteries of the biggest explosions in the universe.

The study "ALMA detection of a linearly polarized reverse shock in GRB 190114C" is published in Cartas de revistas astrofísicas .