Estudian en Astronomía destellos de rayos gamma

Después del Big Bang que dio origen a la formación del universo hace unos 13 mil 800 millones de años, los destellos de rayos gamma son los fenómenos más energéticos del cosmos. Gracias a algunos satélites y telescopios espaciales se pueden observar mediante la emisión de átomos de luz (fotones) y saber que pueden durar desde fracciones de segundos hasta horas.

Aunque muchas de esas explosiones son leves y duran poco tiempo, de vez en vez una llamarada gigante llega hasta nuestra galaxia, con una energía tan poderosa que supera a la del Sol.

Diego López Cámara, investigador del Instituto de Astronomía (IA), estudia la naturaleza de los fenómenos astrofísicos por medio de modelos analíticos y simulaciones numéricas. En el rango de alta energía, el astrónomo ha mostrado especial interés en los destellos de rayos gamma (GRBs, por las siglas en inglés de Gamma Ray Bursts) para tratar de descifrar cómo se forman, evolucionan y varían, preguntas que aún permanecen sin respuesta.

El astrofísico señaló que la cantidad de energía que un GRB emite durante una fracción o miles de segundos es equivalente a la misma cantidad que el Sol va a emitir en 10 mil millones de años. “Es por ello que se alcanzan a ver con los satélites, aunque se produzcan a distancias tan lejanas”, explicó.

Ciclo de divulgación

López Cámara ofreció una conferencia sobre el tema dentro del ciclo de divulgación La ciencia más allá del aula, organizado por la Facultad de Química (FQ).

Desde el auditorio B de esa entidad y con transmisión híbrida, el especialista afirmó que los GRBs se descubrieron de forma accidental en 1967, cuando los captaron los satélites Vela, que obtuvieron una señal que no sabían de dónde provenía y dudaron si era de la Tierra, la Luna o el Sol, pero no fue de ninguno de esos sitios. Hoy se sabe que son emisiones extragalácticas y se han detectado con tecnologías satelitales más de 15 mil de ellas.

Entre lo que se sabe de los GRBs, destaca que cada uno es distinto al otro y no existe una periodicidad en la que ocurren. Además, los hay de dos tipos: cortos y largos.

Los GRBs cortos duran de décimas de segundo a dos segundos y se producen tras la fusión de dos estrellas de neutrones que giran en espiral. Éstas eventualmente colisionan y producen un chorro colimado de energía con rayos gamma. Los GRBs largos duran de dos segundos a horas y son generados en la fase final de una estrella que nació con mucha masa. El astrónomo explicó que cuando una estrella gigante roja colapsa en su núcleo forma una supernova y se produce un chorro colimado junto con el que se emiten rayos gamma.

López Cámara detalló que ahora se sabe que a ambos tipos de destellos los producen fenómenos distintos: los largos son generados en la fase final de una estrella que nació con mucha masa y los cortos se producen tras la fusión de dos estrellas de neutrones.

“Aunque su nacimiento proviene de fenómenos distintos, en ambos se emiten chorros colimados, muy rápidos (casi a la velocidad de la luz) y con mucha energía (radiación gamma).

Inicialmente, el chorro de muy alta energía emite fotones con energías en el rango gamma, los cuales son detectados por los satélites de altas energías. Luego, conforme el chorro sigue evolucionando y se va expandiendo y enfriando, emite fotones con energías en el rango de rayos X (que aunque siguen siendo muy energéticos no lo son tanto como los gamma). Posteriormente, el chorro emite fotones en el rango ultravioleta, infrarrojo, y finalmente fotones con energías en el rango de las ondas de radio.

“Ahora estamos logrando ver un GRB con muchas bandas energéticas, con multifrecuencia y con ello podemos entender mejor cada uno de los destellos. La radiación gamma y X, por ejemplo, indican cómo fue el GRB inicialmente. Por otro lado, los rangos óptico y de radio indican cómo es en su fase final. Uniendo toda la información multifrecuencia puede determinarse qué tan colimado es el chorro, cuánto duró, cómo es el medio por el que el chorro evoluciona, por mencionar algunas de las características del GRB. El análisis multifrecuencia que se tiene hoy en día es un gran avance”, explicó.