Observan ráfagas de rayos gamma con un grado de detalle sin precedentes en el Observatorio del Teide

Un equipo internacional de científicos en el que han participado investigadores del IAC y el telescopio robótico MASTER-IAC del Observatorio del Teide ha captado con un grado de detalle sin precedentes ráfagas de rayos gamma, la luz más energética que se conoce, según un estudio que publica la revista Nature.

La investigación, encabezada por la Universidad de Maryland (EEUU), detectó esa emisión a través del uso de telescopios espaciales y terrestres y esos datos les permitió describir con gran precisión uno de los fenómenos astrofísicos más esquivos. Las ráfagas de rayos gamma pueden durar entre unos pocos milisegundos hasta, aproximadamente, un minuto, lo que dificulta enormemente su estudio.

El equipo de expertos liderado por la Universidad de Maryland (UMD), que ha bautizado esta emisión de rayos gamma como "GRB160625B", obtuvo detalles clave sobre su fase inicial "rápida" de ráfagas, así como de la evolución de los grandes chorros de materia y energía que generan esas primeras explosiones.

"Las ráfagas de rayos gamma son eventos catastróficos, vinculados a las explosiones de estrellas enormes, cincuenta veces más grandes que nuestro sol", explica en un comunicado Eleonora Troja, del departamento de astronomía de la UMD. Si se elaborase una lista de las explosiones más poderosas ocurridas en el Universo, indica la experta, las de rayos gamma se situarían "justo por detrás del Big Bang". "En cuestión de segundos -apunta- este proceso puede emitir tanta energía como la que desprendería una estrella del tamaño de nuestro Sol durante toda su existencia. Estamos muy interesados en aprender cómo es eso posible", señaló Troja.

Mientras desentrañan todos sus misterios, estos científicos aportan las primeras pistas sobre cómo las ráfagas de rayos gamma evolucionan y pasan de ser una estrella moribunda a un agujero negro.

Los datos obtenidos constatan que el agujero negro genera un fuerte campo magnético que, inicialmente, controla las citadas emisiones de chorros de energía. Cuando el campo magnético desaparece, la materia toma las riendas del proceso y comienza a dirigir la actividad de los chorros de energía. Hasta ahora, la mayoría de la comunidad científica creía que esas emisiones de energía estaban controladas bien por la materia bien por el campo magnético, pero nunca por ambos. "Hemos obtenido pruebas sobre ambos modelos, lo que sugiere que los chorros de las ráfagas de rayos gamma tienen una naturaleza dual, híbrida", afirma Troja.

El estudio también señala que la "radiación sincrotrón" -producida por electrones acelerados en el campo magnético de la Vía Láctea hasta velocidades próximas a la de la luz- es el motor de la "rápida" fase inicial de la explosión de "GRB160625B", la cual se caracteriza por su extrema luminosidad. "La radiación sincrotón es el único mecanismo de emisión que puede generar el mismo grado de polarización y el mismo espectro que observamos al comienzo de la ráfaga (de rayos gamma)", agrega Troja, quien descartó así los otros dos candidatos manejados hasta ahora por los astrónomos: La "radiación de cuerpos negros" y la "radiación inversa Compton".

La primera resulta de la emisión de calor por parte de un objeto, mientras que la segunda aparece cuando una partícula acelerada transfiere energía a un fotón. "Nuestro estudio presenta pruebas convincentes de que la fase inicial 'rápida' de ráfagas de rayos gamma está provocada por la radiación sincrotón.

Este es un hallazgo importante porque, a pesar de décadas de investigaciones, el mecanismo físico que lo genera no había sido identificado inequívocamente", destacó la experta. Asimismo el director del IAC y uno de los autores del trabajo, Rafael Rebolo, explica que pocos segundos después de la detección de una explosión gamma por el satélite Fermi de la NASA, el telescopio robótico MASTER-IAC comenzó a observar en el visible este fenómeno tan energético que apenas dura unos segundos y nos ha permitido medir la polarización de la radiación emitida y conocer así la naturaleza de los procesos físicos involucrados.

En el futuro, añade, con los telescopios de la red de telescopios CTA (Cherenkov Telescope Array) que se instalarán en La Palma se podrá observar con más detalle este tipo de fenómenos de muy alta energía vinculados con la formación de agujeros negros.