Estallidos de rayos gamma, trazadores cosmológicos

Los estallidos de rayos gamma (GRBs, por sus siglas en inglés) son los eventos de altas energías más poderosos conocidos hasta el momento. Un GRB emite en unos pocos segundos tanta energía como el total que despedirá nuestro Sol durante toda su vida, de miles de millones de años.

Lo anterior permite observarlos hasta épocas tempranas imposibles de rastrear con ningún otro fenómeno, pues llegan hasta 10 veces más cerca en tiempo al origen del cosmos que cualquier otro trazador conocido.

En un nuevo estudio internacional aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal Supplement Series, Nissim Fraija Cabrera y Xavier Hernández Doring, investigadores del Instituto de Astronomía, junto con seis colegas internacionales, elaboraron una muestra estadística de más de 440 de esos objetos de una clase particular.

En ellos, lograron identificar los detalles físicos muestreados por una fase extendida de emisión en rayos X, describiendo una particular clase de GRBs que presentan una relación estrecha entre propiedades intrínsecas e independientes de la distancia, como la duración de la emisión constante en rayos X y el brillo intrínseco de la fase inicial en rayos gamma.

Eso constituye un avance importante hacia el uso de estos fenómenos como trazadores de la dinámica del cosmos.

“Estos objetos se encuentran a distancias muy grandes, así que se puede estudiar el universo cuando era muy joven, y hace que los GRBs sean bastante atractivos para examinarlos. Al estar tan lejos y tener una energía tan grande, podrían ocurrir en estos GRBs fenómenos que no se dan en otros objetos, como núcleos de galaxias activas o supernovas”, señaló Fraija Cabrera.

Agregó que los GRBs tienen muchas facetas y en ellos pueden determinarse neutrinos, fotones, ondas gravitaciones y rayos cósmicos.

“Imagínense que en cuestión de segundos liberan tanta energía como el Sol liberará en los 10 mil millones de años de toda su vida”, destacó Hernández Doring.

Hernández explicó que en los GRBs hay un rango muy extenso de condiciones físicas y sistemas que dan origen al fenómeno. “Está asociado a una amplia gama de sistemas e interviene también el medio ambiente en el que se da el fenómeno”.

Los astrónomos universitarios expusieron que si pudieran saber los brillos intrínsecos de los GRBs, comparando con sus brillos observados, podrían establecer a qué distancia se encuentran y así tener trazadores de la dinámica del universo en una fase temprana actualmente incierta.

Gran diversidad física

Los GRBs presentan una gran diversidad física en sus progenitores y características del medio interestelar en el que suceden, lo que ha dificultado enormemente su uso como trazadores cosmológicos.

Su constante es que tienen “jets relativistas”, que son emisiones de partículas a velocidades muy cercanas a la de la luz.

Entre los GRBs hay muchas variantes, clases y subclases. “No hay uno que se haya repetido. Se han detectado casi 20 mil estallidos de rayos gamma y no ha habido uno igual a otro”, aseveró Fraija.

“La complejidad de estos estallidos nos hace complicado estudiarlos. Por eso uno de los puntos centrales ha sido delimitar y quedarse con una clase bien definida donde no haya complejidad interna”, apuntó Hernández.

Los científicos continúan analizando datos observaciones de GRBs, los cuales comparan con información teórica.