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El 27 de abril, una explosión de luz de una estrella moribunda en una galaxia lejana se convirtió en el foco de los astrónomos de todo el mundo. La explosión, conocida como un gamma-ray burst y señalado GRB 130427A, encabeza las listas como uno de los más brillantes jamás vista.
Un trío de satélites de la NASA, trabajando en concierto con telescopios robóticos terrestres, han capturado detalles nunca antes vistos que desafían el entendimiento teórico actual de cómo explosiones de rayos gamma trabajan.
Esta animación muestra el tipo más común de la explosión de rayos gamma, que ocurren cuando una estrella masiva se derrumba, forma un agujero negro y lanza las ráfagas de chorros de partículas hacia afuera a casi la velocidad de la luz. La Visualización en un jet grandemente aumenta su brillo aparente. Una imagen de Fermi de GRB 130427A termina la secuencia. Crédito de la imagen: NASA Goddard Space Flight Center
"Esperamos ver un evento como este sólo una vez o dos veces en un siglo, así que somos afortunados ocurrió cuando tuvimos la colección apropiada de telescopios espaciales sensibles con capacidades complementarias disponibles para verlo," dijo Paul Hertz, director de la división de Astrofísica de la NASA en Washington.
Explosiones de rayos gamma son las explosiones más luminosas en el cosmos, que se activa cuando el núcleo de una estrella masiva se queda sin combustible nuclear, se derrumba bajo su propio peso y forma un agujero negro. El agujero negro conduce luego chorros de partículas que perforan todo el camino de la estrella que se derrumbaba y estallan en espacio a casi la velocidad de la luz.
Los Rayos Gamma son la forma más enérgica de la luz. Materia caliente alrededor de un agujero negro nuevo e interna las ondas de choque producidas por colisiones en el jet se cree que emiten rayos gamma con energías en el rango del millón-electrón-volt (MeV), o aproximadamente 500.000 veces la energía de la luz visible. La emisión más enérgica, con mil millones-electrón-volt (GeV) de rayos gamma, se cree que ocurren cuando el jet golpea en sus alrededores, formando una onda de choque externa.
La Gamma-ray Burst Monitor (GBM) a bordo del telescopio Fermi de rayos Gamma de la NASA capturó la ola inicial de rayos gamma de GRB 130427A poco después de 3:47 a.m. EDT el 27 de abril. En sus primeros tres segundos, la "explosión de monstruo" resultó más brillante que casi cualquier explosión observada previamente.
En el tipo más común de explosión de rayos gamma, ilustrado aquí, una estrella en extinción masiva forma un agujero negro (izquierdo), que impulsa un chorro de partículas en el espacio. Luz en el espectro surge de gas caliente cerca del agujero negro, las colisiones en el jet y de la interacción de los jet con su entorno.
Crédito de la imagen: NASA Goddard Space Flight Center
"Los resultados espectaculares de Fermi GBM muestran que nuestra imagen ampliamente aceptada de rayos gamma MeV de ondas de choque internos es deplorablemente inadecuada," dijo Rob Preece, un miembro del equipo de Fermi en la Universidad de Alabama en Huntsville quien dirigió el estudio GBM.
Misión de la NASA Swift Gamma-ray Burst detectó la explosión casi simultáneamente con el GBM y había transmitido rápidamente su posición a los observatorios terrestres.
Telescopios operados por el laboratorio nacional Los Alamos en Nuevo México como parte de los telescopios de rápida respuesta óptica (RAPTOR) proyecto rápidamente se transformó en el lugar. Detectaron un flash óptico que alcanzó magnitud 7 en la escala de brillo astronómico, fácilmente visible a través de binoculares. Es el segundo más brillante flash visto desde una explosión de rayos gamma.
Al igual que el flash óptico alcanzó su punto máximo, el telescopio de área grande (LAT) de Fermi detectó un pico en GeV rayos alcanzando 95 GeV, la luz más energética jamás vista de una explosión. Esta relación entre luz óptica de una ráfaga y sus rayos de gran energía desafió las expectativas.
"Pensamos que la luz visible para estos flashes provenía de los choques internos, pero esta explosión demuestra que debe venir de la crisis externa, que produce los rayos más energéticos,", dijo Sylvia Zhu, un miembro del equipo de Fermi en la Universidad de Maryland en College Park.
El LAT había detectado GRB 130427A durante unas 20 horas, mucho más que cualquier explosión anterior. Para un estallido de rayos gamma, era relativamente cercano. Su luz viajó 3.800 millones de años antes de llegar a Tierra, alrededor de un tercio del tiempo de viaje para luz de ráfagas típicas.
"Detallan observaciones por Swift y telescopios terrestres muestran claramente que GRB 130427A tiene propiedades más similares a ráfagas distantes típicas de las cercanas," dijo Gianpiero Tagliaferri, un miembro del equipo de Swift en el Observatorio Brera en Merate, Italia.
Estos mapas muestran el cielo a energías superiores a 100 MeV según lo visto por el instrumento de Fermi LAT. Izquierda: El cielo durante un intervalo de 3 horas antes de GRB 130427A. Derecha: Un mapa de 3 horas 30 minutos después de la explosión final. GRB 130427A se encuentra en la constelación de Leo, cerca de su frontera con la Osa mayor.
Crédito de la imagen: NASA/DOE/Fermi LAT colaboración
El Observatorio de rayos x más reciente de la NASA de este extraordinario evento habilitado, el espectroscópico Nuclear Telescope Array (NuSTAR), para hacer una primera vez la detección de un resplandor de ráfaga de alta energía o "duro" de rayos x después de más de un día. Tomado junto con los datos de LAT Fermi, estas observaciones desafían las predicciones de larga data.
GRB 130427A es el tema de cinco artículos publicados en línea el 21 de noviembre. Cuatro de ellos, publicado por Science Express, destacan las aportaciones de Fermi, Swift y RAPTOR. El estudio de NuSTAR es publicado en The Astrophysical Journal Letters.
Telescopio espacial de la NASA Fermi de rayos Gamma es un interinstitucional e internacional Astrofísica y la física de partículas Asociación gestionada por la NASA Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland y apoyado por oficina de ciencia del Departamento de energía Estados Unidos. Goddard gestiona también la misión Swift de la NASA, que funciona en colaboración con la Universidad Estatal de Pennsylvania en University Park, Pensilvania y sus socios internacionales. La misión de la NASA NuSTAR es liderada por el Instituto de tecnología de California y administrada por el laboratorio de Retropropulsión de la NASA, en Pasadena, con contribuciones de los asociados internacionales.
Telescopio de rayos x de SWIFT tomó esta exposición 0.1 segundos de GRB 130427A a las 3:50 a.m. EDT el 27 de abril, unos momentos después de Fermi y Swift detectó el arrebato. La imagen es 6,5 minutos de arco al otro lado.
Crédito de la imagen: NASA/Swift/Stefan Immler
Traducción: El Quelonio Volador
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