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El 19 de diciembre de 2004, la ráfaga de la explosión de una estrella alcanzó la Tierra. El satélite Integral registró el suceso completo, proporcionando información de lo que puede ser uno de los más importantes chorros de rayos gamma vistos.

3 de abril de 2009

Una ráfaga de rayos gamma

Integral ha capturado una de las más brillantes explosiones de rayos gamma jamás vista. Un análisis meticuloso de los datos ha permitido a los astrónomos investigar las fases iniciales de esta explosión estelar gigante, que ha provocado la eyección de materia a velocidades cercanas a la de la luz. En particular los astrónomos creen que la explosión impulsó parte del campo magnético del evento central al espacio.

El 19 de diciembre de 2004, la ráfaga de un estrella explotando alcanzó la Tierra. El satélite de la ESA, Integral, un observatorio de rayos gamma orbital, registró el suceso completo, proporcionando información de lo que podría ser uno de los más importantes chorros de rayos gamma (gamma-ray bursts, GRBs) vistos en los últimos años. Según se recolectaban los datos los astrónomos veían al chorro de 500 segundos de duración aumentar hasta un brillo extraordinario.

"Está entre el 1% más brillante de los GRBs que he visto", dijo Diego Götz, CEA Saclay, Francia, quien encabeza la investigación.

El brillo del suceso, conocido como GRB 041219A, ha permitido al equipo realizar una meticulosa investigación para extraer una propiedad conocida como la polarización de los rayos gamma. El grupo ha demostrado que los rayos gamma estaban altamente polarizados y variaban tremendamente en nivel y orientación.

Centro de una estrella colapsándose

La polarización se refiere a la dirección preferida en la que las ondas de la radiación oscilan. Las gafas de sol polarizadas funcionan con la luz visible permitiendo el paso sólo una dirección de polarización, impidiendo que la mayoría de la luz llegue a nuestros ojos.

Se piensa que la ráfaga procedente de un GRB se produce por un chorro de gas que se mueve rápidamente explotando cerca del núcleo central, probablemente un agujero negro creado por el colapso de una estrella masiva. La polarización está directamente relacionada con la estructura del campo magnético en el chorro. Por ello esta es una de las mejores formas que tienen los astrónomos para investigar como el núcleo central produce el chorro. Hay varias maneras en que puede ocurrir.

En el primer escenario, el chorro acarrea una porción del campo magnetico del núcleo central hacia el espacio. Un segundo escenario supone al chorro generando el campo magnético lejos del núcleo central. Un tercero contemplaría el caso extremo en el que el chorro no contiene gas sino sólo energía magnética, y aún un cuarto escenario supone al chorro moverse a través de un campo de radiación existente.

Recreación artística de Integral

En cada uno de los tres primeros escenarios, la polarización se genera por lo que se ha llamado radiación sincrotrón. El campo magnético atrapa partículas, conocidas como electrónes, y las fuerza a un movimiento espiral, produciendo una radiación polarizada. En el cuarto escenario, la polarización se genera mediante interacciones entre los electrones en el chorro y los fotones en el campo de radiación existente.

Götz cree que los resultados de Integral apoyan a un modelo sincrotrón y de esos tres el escenario más probable es el primero en el cual el chorro arrastra al campo magnético del núcleo central hacia el espacio. "Es la forma más fácil de hacerlo", dijo.

Lo que a Götz más le gustaría hacer es medir la polarización de cada GRB para ver hasta que punto se aplica el mismo mecanismo a todos.
Desafortunadamente, la mayoría de los GRBs son demasiado débiles para conseguirlo con la instrumentanción actual. Incluso el modernisimo instrumento IBIS de Integral sólo puede registrar el estado de polarización de los rayos gamma si la fuente celeste es tan brillante como GRB 041219A.

"Por tanto, de momento hemos de esperar al siguiente grande", dijo.

Los miembros del equipo son del Commissariat à l'énergie atomique (Astrophysique Interactions Multi-´echelles, Astroparticules et Cosmologie), y del Institut d’Astrophysique de Paris (CNRS), todos con base en Francia.

Diego Götz y colaboradores van a publicar en la revista Astrophysical Journal Letters un artículo sobre el estudio de la polarización variable en la emisión puntual de GRB 041219A utilizando IBIS a bordo de Integral.


para Astroseti.org por David Martínez


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