Los científicos resuelven décadas

Un equipo internacional de científicos, dirigido por astrofísicos de la Universidad de Bath en el Reino Unido, haMedidoel campo magnético en un estallido de rayos gamma (GRB) lejano, lo que confirma por primera vez una predicción teórica de hace décadas: que el campo magnético en estas ondas expansivas se codifica después de que el material expulsado choca contra el entorno circundante y lo golpea. medio.

Los agujeros negros se forman cuando estrellas masivas (al menos 40 veces más grandes que nuestro Sol) mueren en una explosión catastrófica que genera una onda expansiva. Estos eventos extremadamente energéticos expulsan material a velocidades cercanas a la velocidad de la luz y generan destellos de rayos gamma brillantes y de corta duración que pueden ser detectados por los satélites que orbitan alrededor de la Tierra; de ahí su nombre, estallidos de rayos gamma.

Los campos magnéticos pueden atravesar el material expulsado y, a medida que se forma el agujero negro giratorio, estos campos magnéticos se retuercen en forma de sacacorchos que se cree que enfocan y aceleran el material expulsado.

Los campos magnéticos no se pueden ver directamente, pero su firma está codificada en la luz producida por partículas cargadas (electrones) que zumban alrededor de las líneas del campo magnético. Los telescopios terrestres capturan esta luz, que ha viajado durante millones de años a través del universo.

La jefa de astrofísica de Bath y profesora experta en rayos gamma, Carole Mundell, dijo: "Medimos una propiedad especial de la luz, la polarización, para probar directamente las propiedades físicas del campo magnético que impulsa la explosión. Este es un gran resultado y resuelve un rompecabezas de larga data de estas explosiones cósmicas extremas, un rompecabezas que he estado estudiando durante mucho tiempo".

El desafío es capturar la luz tan pronto como sea posible después de un estallido y descifrar la física del estallido, la predicción es que cualquier campo magnético primordial finalmente será destruido cuando el frente de choque en expansión choque con los desechos estelares circundantes.

Este modelo predice luz con altos niveles de polarización (> 10 por ciento) poco después del estallido cuando el campo primordial a gran escala todavía está intacto e impulsa el flujo de salida. Más tarde, la luz debería estar mayormente despolarizada ya que el campo está codificado en la colisión.

El equipo de Mundell fue el primero en descubrir luz altamente polarizada minutos después del estallido que confirmó la presencia de campos primordiales con estructura a gran escala. Pero la imagen de la expansión de los amortiguadores hacia adelante ha resultado más controvertida.

Los equipos que observaron los GRB en un tiempo más lento, de horas a un día después de un estallido, encontraron una baja polarización y concluyeron que los campos habían sido destruidos hace mucho tiempo, pero no pudieron decir cuándo ni cómo. En contraste, un equipo de astrónomos japoneses anunció una detección intrigante de luz polarizada al 10 por ciento en un GRB, que interpretaron como un choque polarizado hacia adelante con campos magnéticos ordenados de larga duración.

La autora principal del nuevo estudio, la estudiante de doctorado de Bath, Nuria Jordana-Mitjans, dijo: "Estas raras observaciones fueron difíciles de comparar, ya que probaron escalas de tiempo y físicas muy diferentes. No había forma de conciliarlas en el modelo estándar".

El misterio permaneció sin resolver durante más de una década, hasta el análisis del equipo de Bath de GRB 141220A.

En el nuevo artículo, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, el equipo de Mundell informa sobre el descubrimiento de una polarización muy baja en la luz de impacto frontal detectada solo 90 segundos después de la explosión de GRB 141220A. Las observaciones súper rápidas fueron posibles gracias al software inteligente del equipo en el Telescopio Liverpool robótico completamente autónomo y el novedoso polarímetro RINGO3, el instrumento que registró el color, el brillo, la polarización y la tasa de desvanecimiento del GRB. Al reunir estos datos, el equipo pudo demostrar que:

Jordana-Mitjans dijo: "Este nuevo estudio se basa en nuestra investigación que ha demostrado que los GRB más potentes pueden ser alimentados por campos magnéticos ordenados a gran escala, pero solo los telescopios más rápidos podrán vislumbrar su señal de polarización característica antes de que se pierdan". la explosión."

Mundell agregó: "Ahora necesitamos expandir las fronteras de la tecnología para investigar los primeros momentos de estas explosiones, capturar números estadísticamente significativos de explosiones para estudios de polarización y poner nuestra investigación en el contexto más amplio del seguimiento de múltiples mensajes en tiempo real de el universo extremo".

- Este comunicado de prensa se publicó originalmente en el sitio web de la Universidad de Bath