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El Hubble capta un «brillo inexplicable» procedente de una enorme explosión de rayos gamma

La imagen muestra el inesperado brillo en el infrarrojo cercano captado por el telescopio espacial Hubble

Hace ya mucho tiempo, en un lugar remoto del Universo, una enorme y súbita explosión de rayos gamma liberó en medio segundo más energía de la que el Sol producirá durante toda su vida. En mayo de este año, y al mismo tiempo que media humanidad permanecía confinada en sus casas, la brillantísima luz de ese breve destello llegó por fin a la Tierra, donde fue detectada primero por el observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA.

De inmediato, los científicos reclutaron a otros telescopios, entre ellos el Hubble, también de la NASA, el observatorio de ondas de radio Very Large Array, el W. M. Keck, en Hawaii, y la red del Telescopio Global del Observatorio Las Cumbres. Todos ellos apuntaron hacia el lugar de la explosión para tratar de ampliar la información disponible. Pero fue el Hubble el que dio la sorpresa.

Según las observaciones llevadas a cabo con los demás telescopios en las longitudes de onda de los rayos X y la radio, en efecto, el Hubble no debería haber visto lo que vio. Los astrónomos se quedaron con la boca abierta al comprobar que el veterano telescopio espacial había captado una emisión en el infrarrojo cercano que era diez veces más brillante de lo previsto. Un resultado que, por sí solo, pone en jaque a las teorías convencionales de lo que sucede durante una explosión de rayos gamma, uno de los eventos más energéticos de cuantos se producen en el Universo.

¿Qué había sucedido? Una posibilidad era que lo que vieron los astrónomos fue el nacimiento de un magnetar, un tipo de estrella de neutrones muy masiva y con un campo magnético desproporcionadamente intenso.

Una pieza que no encaja

«Lo que observamos -asegura Wen-fai Fong, de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois- desde luego no se ajusta a las explicaciones tradicionales de los GRB (Gamma Ray Burst o Estallidos Rápidos de rayos Gamma). Dado lo que sabemos sobre las emisiones de radio y rayos X de esta explosión, los datos del Hubble sencillamente no coinciden. La emisión en el infrarrojo cercano observada por el Hubble es demasiado brillante. Es una pieza del rompecabezas que no encaja con las demás».

El trabajo de Fong y sus colegas aparecerá en un próximo número de The Astrophysical Journal, pero puede ya consultarse en el servidor de prepublicaciones ArXiv.

Sin el Hubble, el estallido de rayos gamma no habría destacado en absoluto entre los demás eventos similares observados hasta ahora por los científicos. Y Fong y su equipo ni siquiera se habían enterado del extraño comportamiento en el infrarrojo. «Me sorprende que después de diez años estudiando el mismo tipo de fenómeno -prosigue Fong- podamos descubrir ahora un comportamiento sin precedentes como este».

«Me sorprende que después de diez años estudiando el mismo tipo de fenómeno podamos descubrir ahora un comportamiento sin precedentes como este»

Los intensos destellos de rayos gamma de estos estallidos parecen venir de enormes chorros de material emitidos por galaxias activas. Chorros que se mueven casi a la velocidad de la luz y que, debido a ello, liberan una enorme cantidad de energía en todas las longitudes de onda. Este estallido en particular, además, fue uno de los raros casos en el que los astrónomos pudieron detectar emisiones en todo el espectro electromagnético.

«A medida que iban llegando los datos -dice, por su parte, Tanmoy Laskar, coautor de la investigación- íbamos haciéndonos una idea del mecanismo que producía la luz que estábamos viendo. Pero cuando llegaron los datos del Hubble tuvimos que cambiar por completo nuestro proceso de pensamiento, porque la información aportada por el telescopio espacial hizo que nos diéramos cuenta de que estaba ocurriendo un nuevo fenómeno».

Los eventos más energéticos

Los estallidos de rayos gamma, los eventos explosivos más energéticos que se conocen, se dividen en dos clases según su duración. Si la emisión de rayos gamma es superior a dos segundos, se denomina «ráfaga prolongada de rayos gamma». Se sabe que este tipo de evento es el resultado directo del colapso del núcleo de una estrella muy masiva, que normalmente termina en una explosión del tipo supernova.

Si por el contrario la emisión de rayos gamma dura menos de dos segundos, se considera una ráfaga corta. Se cree que esto se debe a la fusión de dos estrellas de neutrones, cadáveres estelares extremadamente densos, con la masa de varios soles comprimida en el volumen de una ciudad. La fusión de este tipo de objetos no es muy corriente, pero resulta de extrema importancia porque los científicos creen que son una de las principales fuentes de elementos pesados en el Universo, como el oro o el uranio.

Varias posibilidades

Fong y su equipo consideraron varias posibilidades para explicar el brillo inusual visto por el Hubble. Si bien la mayoría de las explosiones cortas de rayos gamma resultan en la formación de un agujero negro, las dos estrellas de neutrones de este estallido en particular podrían haberse combinado para formar un magnetar, una estrella de neutrones muy masiva y con un poderoso campo magnético.

«Básicamente -explica Laskar- tienes esas líneas de campo magnético ancladas a la estrella y moviéndose más de mil veces por segundo, lo que produce un viento magnetizado. Esas líneas de campo giratorio extraen la energía de rotación de la estrella de neutrones formada a partir de la fusión y la depositan en la eyección de la explosión, haciendo que el material brille aún más».

Si eso fuera realmente lo que sucedió, dentro de unos años la eyección del estallido produciría ondas de radio, por lo que los investigadores proponen estar muy atentos a su evolución. En última instancia, de este modo se podría demostrar que efectivamente se trataba de un magnetar, y eso puede explicar el origen de estos exóticos objetos.

El próximo telescopio espacial James Webb, de la NASA, cien veces más poderoso que el Hubble, resultará especialmente adecuado para llevar a cabo este tipo de observaciones. Gracias a su enorme sensibilidad infrarroja, no sólo detectará esa clase de emisiones a distancias mucho mayores, sino que también proporcionará los datos necesarios para comprender la naturaleza de esos rápidos estallidos de pura energía.

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