Desde Chile detectan poderosa explosión de rayos gamma jamás registrada

Gracias a la rápida reacción del equipo de observación y el personal del telescopio Gemini Sur en Chile, se realizaron observaciones casi simultáneas de lo que se cree es el mayor estallido de este tipo registrado hasta ahora

14 Octubre 2022

En las primeras horas de la mañana de hoy, 14 de octubre de 2022, los astrónomos utilizaron el telescopio Gemini Sur en Chile, que opera NOIRLab de NSF y AURA, para observar las consecuencias sin precedentes de una de las explosiones de rayos gamma más poderosas jamás registradas, que fue catalogada como GRB221009A. Este evento récord, que fue detectado por primera vez el 9 de octubre de 2022 por telescopios de rayos X y rayos gamma en órbita, ocurrió a 2.400 millones de años luz de la Tierra y probablemente fue provocado por una explosión de supernova que dio lugar al nacimiento de un agujero negro.

Una explosión cósmica titánica desencadenó gran interés de los astrónomos de todo el mundo mientras se apresuraban a estudiar el resultado de lo que es uno de los estallidos de rayos gamma (GRB) más cercanos y probablemente más poderosos jamás observados- GRB 221009A- que podrían ser indicios de una supernova dando origen a un agujero negro. Las observaciones recién publicadas por dos equipos independientes que utilizan el telescopio Gemini Sur en Chile, uno de los telescopios gemelos del Observatorio Gemini operado por NOIRLab de NSF,apuntaron a los restos brillantes y resplandecientes que dejó la explosión.

El estallido de rayos gamma ocurrió aproximadamente a 2.400 millones de años luz de distancia en dirección a la constelación de Sagitta. Fue detectada en la mañana del 9 de octubre por telescopios espaciales de rayos X y rayos Gamma, incluyendo el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, el Observatorio Neils Ghrels Swift y la sonda espacial Wind.

A medida que se difundió rápidamente la noticia de esta detección, dos equipos de astrónomos trabajaron con el personal de Gemini Sur para obtener las observaciones más rápidas posibles del resplandor fenomenalmente brillante de esta explosión.

A tempranas horas de este viernes 14 de octubre, dos observaciones de imágenes de Objetivos Rápidos de Oportunidad [1] fueron conducidas por dos equipos independientes de observadores, uno liderado por Brendan O'Connor (Universidad de Maryland/Universidad de George Washington) y el otro equipo liderado por Jillian Rastinejad (Universidad Northwestern). Las observaciones ocurrieron con minutos de diferencia. La primera utilizó el instrumento FLAMINGOS-2, un espectrógrafo de imágenes en infrarrojo cercano. En tanto que la otra observación utilizó el Espectrógrafo de Objetos Múltiples (GMOS por sus siglas en inglés) de Gemini.

Los equipos ahora tienen acceso a ambos conjuntos de datos para sus análisis de este inusual evento astronómico en evolución.

“La explosión de rayos gamma GRB 221009A es la más brillante que jamás se haya registrado y su resplandor está batiendo todos los récords en todas las longitudes de onda”, señaló O'Connor. "Debido a que este estallido es tan brillante y también cercano, creemos que se trata de una oportunidad única en este siglo para abordar algunas de las preguntas más fundamentales sobre estas explosiones, desde la formación de agujeros negros hasta testeos de modelos de materia oscura".

Gracias a la rápida reacción de los observadores y el personal, combinada con el uso de Tiempo Discrecional del Director de Gemini y un eficiente software de reducción de datos como DRAGONS "FIRE" (Fast Initial Reduction Engine) de Gemini, esta imagen se produjo rápidamente poco después de las observaciones.

“La agilidad y la capacidad de respuesta de la infraestructura y el personal de Gemini son características distintivas de nuestro observatorio y han convertido a nuestros telescopios en recursos muy útiles para los astrónomos que estudian eventos transitorios”, señaló la Jefa de Ciencias de Gemini, Janice Lee.

Ya se han enviado comunicaciones a otros astrónomos a través de la Red de coordenadas de rayos gamma de la NASA [2], cuyo archivo ahora se está llenando de informes de todo el mundo. Los astrónomos creen que representa el colapso de una estrella muchas veces más masiva que nuestro Sol, y que a su vez lanza una supernova extremadamente poderosa, dando origen a un agujero negro situado a 2.400 millones de años luz de la Tierra.

“En nuestro grupo de investigación, nos hemos referido a este estallido como el más brillante de todos los tiempos, porque cuando miras los miles de estallidos que los telescopios de rayos gamma han estado detectando desde la década de 1990, este sobresale”, dijo Rastinejad. “La sensibilidad y la diversidad de instrumentos de Gemini nos ayudarán a continuar observando las contrapartes ópticas de GRB221009A mucho más tiempo de lo que la mayoría de los telescopios terrestres pueden observar. Esto nos ayudará a comprender qué hizo que este estallido de rayos gamma fuera tan excepcionalmente brillante y energético".

Cuando se forman los agujeros negros, estos impulsan poderosos chorros de partículas que se aceleran casi a la velocidad de la luz. Estos chorros luego atraviesan lo que queda de la estrella progenitora, emitiendo rayos X y rayos gamma a medida que fluyen hacia el espacio. Si estos chorros apuntan en dirección general a la Tierra, se observan como destellos brillantes de rayos X y rayos gamma.

Es posible que durante décadas o siglos no aparezca otro estallido de rayos gamma tan brillante y este caso aún está evolucionando. Cabe destacar otros informes extraordinarios de perturbaciones en la ionosfera de la Tierra que afectan las transmisiones de radio de onda larga de la radiación energética del evento GRB221009A. Los científicos también se preguntan cómo los fotones de muy alta energía de 18 TeV (tera-electrón-voltios) [3] observados con el Observatorio chino Large High Altitude Air Shower Observatory podrían desafiar nuestra comprensión estándar de la física y sobrevivir a su viaje de 2.400 millones de años a la Tierra.

Este evento, debido a su relativa proximidad a la Tierra, también es una oportunidad única para comprender mejor el origen de los elementos más pesados ​​que el hierro y si todos provienen únicamente de fusiones de estrellas de neutrones o también del colapso de estrellas que desencadenan brotes de rayos gamma.

“Las observaciones de Gemini nos permitirán utilizar este cercano evento al máximo y buscar las huellas de los elementos pesados ​​formados y expulsados ​​en el masivo colapso estelar”, señaló O’Connor.

Notas

[1] El modo de Objetivo Rápido de Oportunidad permite observaciones de objetivos que no se pueden especificar con anticipación pero poseen un detonador bien definido. Los ejemplos incluyen el seguimiento de supernovas recientemente detectadas, el brillo de brotes de rayos gamma, o bien la observación de una clase particular de objetos de un estudio de imágenes en curso.   

[2] Comunicaciones breves y rápidas “estilo telegrama” de los dos equipos a través de la Red de Coordenadas de Rayos Gamma de la NASA de Jillian Rastinejad & W Fong (Northwestern Univ) en representación de una larga colaboración  y de Brendan O'Connor (UMD/GWU), E. Troja (UTV/ASU)), S. Dichiara (PSU), J. Gillanders (UTV), S. B. Cenko (NASA/GSFC).

[3] Para comparación, la colisión más poderosa en el Large Hadron Collider en CERN  hasta ahora ha tenido una energía de solo 13 TeV.

Más Información

NOIRLab de NSF (Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de NSF), el centro de EE. UU. para la astronomía óptica-infrarroja en tierra, opera el Observatorio internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC–Canada, ANID–Chile, MCTIC–Brasil, MINCyT–Argentina y KASI – República de Corea), el Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC) y el Observatorio Vera C. Rubin (operado en cooperación con el National Accelerator Laboratory (SLAC) del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE). Está administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede en Tucson, Arizona. La comunidad astronómica tiene el honor de tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en Iolkam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea, en Hawai‘i, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y la veneración que estos sitios tienen para la Nación Tohono O’odham, para la comunidad nativa de Hawai‘i y para las comunidades locales en Chile, respectivamente.

Contactos

Jillian Rastinejad
Northwestern University
Correo electrónico: jillianrastinejad2024@u.northwestern.edu

Brendan O'Connor
University of Maryland/George Washington University
Correo electrónico: oconnorb@umd.edu

Charles Blue
Public Information Officer
NSF’s NOIRLab
Tel: +1 202 236 6324
Correo electrónico: charles.blue@noirlab.edu

Esta es una traducción del Comunicado de Prensa de NOIRLab noirlab2224.