El mayor estallido de rayos gamma de la historia salió del colapso de una estrella masiva

En octubre de 2022, un grupo de científicos en astrofísica detectó la explosión de rayos gamma (GRB) más intensa jamás registrada, la GRB 221009A. Ahora, han determinado que esta explosión histórica, también conocida como supernova, fue resultado del colapso de una estrella masiva.

El descubrimiento fue realizado por un equipo internacional de investigadores liderado por la Universidad Northwestern, gracias a las observaciones del telescopio espacial James Webb (JWST), desarrollado por la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).

Sin embargo, las observaciones realizadas con el Webb no han revelado evidencia de que la explosión, apodada B.O.A.T. (la más brillante de todos los tiempos), haya generado elementos pesados como se esperaba.

El origen de los elementos pesados en el universo sigue siendo uno de los principales enigmas de la astronomía.

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Los detalles de esta investigación fueron publicados este viernes en la revista Nature Astronomy.

“Al confirmar que el GRB fue el resultado del colapso de una estrella masiva, tuvimos la oportunidad de poner a prueba una hipótesis sobre la formación de algunos de los elementos más pesados del universo”, explicó Peter Blanchard, investigador de Northwestern y director del estudio.

“No se observaron firmas de estos elementos pesados, lo que sugiere que los GRB extremadamente energéticos como el B.O.A.T. no los producen. Sin embargo, esto no significa que todos los GRB carezcan de esta capacidad. Futuras observaciones con el JWST determinarán si los GRB “normales” generan estos elementos”.

En octubre de 2022, la explosión del B.O.A.T. fue tan potente que saturó la mayoría de los detectores de rayos gamma en el mundo. El evento ocurrió aproximadamente a 2.400 millones de años luz de la Tierra y duró varios cientos de segundos.

“Fue un evento que ocurre una vez cada 10.000 años en la Tierra. Somos afortunados de vivir en una época en la que contamos con la tecnología necesaria para detectar estas explosiones que suceden en todo el universo. Es muy emocionante observar un fenómeno astronómico tan raro como el B.O.A.T. y trabajar para comprender la física detrás de este suceso excepcional”, destacó el investigador.

Blanchard, junto con su colaboradora Ashley Villar de la Universidad de Harvard y su equipo, querían observar el GRB en sus etapas posteriores, por lo que utilizaron el JWST para examinarlo.

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El GRB fue tan luminoso que ocultó cualquier posible firma de supernova en las primeras semanas y meses después de la explosión.

“En ese momento, el resplandor posterior del GRB era como los faros de un automóvil que se aproxima, impidiendo ver el automóvil mismo. Por lo tanto, tuvimos que esperar a que se desvaneciera significativamente para tener la oportunidad de observar la supernova”, señaló Blanchard.

Blanchard empleó el espectrógrafo de infrarrojo cercano del JWST para estudiar la luz del objeto en longitudes de onda infrarrojas y descubrió la firma característica de elementos como el calcio y el oxígeno, que suelen encontrarse en una supernova, aunque sorprendentemente, no era tan brillante como el GRB que la acompañaba.

Desafío: Origen de los elementos pesados Actualmente, los astrofísicos no comprenden completamente los mecanismos del universo que pueden producir elementos más pesados que el hierro. Hasta ahora, solo han confirmado su origen en la fusión de dos estrellas de neutrones, detectada por el Observatorio de Ondas Gravitacionales (LIGO) en 2017.

Sin embargo, los científicos creen que deben existir otras formas de producir estos materiales elusivos, ya que hay demasiados elementos pesados en el universo y muy pocas fusiones de estrellas de neutrones.

Una hipótesis es que el colapso de una estrella masiva que gira rápidamente, como la estrella que generó el B.O.A.T., podría ser responsable de su producción.

No obstante, al estudiar el espectro del B.O.A.T., “no se observaron firmas de elementos pesados, lo que sugiere que eventos extremos como el GRB 221009A no son fuentes primarias, una información crucial para seguir investigando dónde se forman los elementos más pesados”, concluyó Blanchard.