¿Qué hizo que la explosión cósmica más brillante de todos los tiempos fuera tan excepcional?

Pocas explosiones cósmicas han llamado tanto la atención de los científicos espaciales como la registrada el 22 de octubre del año pasado y nombrada acertadamente como la más brillante de todos los tiempos (BOAT). El evento, producido por el colapso de una estrella muy masiva y el posterior nacimiento de un agujero negro, fue presenciado como un destello inmensamente brillante de rayos gamma seguido de un resplandor de luz que se desvaneció lentamente en todas las frecuencias.

Desde que captaron la señal BOAT simultáneamente en sus telescopios gigantes, los astrofísicos de todo el mundo se han esforzado por dar cuenta del brillo del estallido de rayos gamma (GRB) y el lento y curiosamente lento desvanecimiento de su resplandor.

Ahora un equipo internacional que incluye al Dr. Hendrik Van Eerten del Departamento de Física de la Universidad de Bath en el Reino Unido.ha formulado una explicación: el estallido inicial (conocido como GRB 221009A) se inclinó directamente hacia la Tierra y también arrastró una cantidad inusualmente grande de material estelar a su paso.

Los hallazgos del equipo se publican hoy en la prestigiosa revista Science Advances. El Dr. Brendan O'Connor, estudiante de doctorado recién graduado en la Universidad de Maryland y la Universidad George Washington en Washington, DC, es el autor principal del estudio.

Van Eerten, quien codirigió el análisis teórico del resplandor posterior, dijo: "Otros investigadores que trabajan en este rompecabezas también llegaron a la conclusión de que el chorro apuntaba directamente hacia nosotros, como una manguera de jardín en ángulo para rociar directamente hacia ti". y esto definitivamente explica de alguna manera por qué se vio tan brillantemente.

Pero lo que seguía siendo un enigma era que los bordes del chorro no se podían ver en absoluto.

"El lento desvanecimiento del resplandor no es característico de un chorro estrecho de gas, y saber esto nos hizo sospechar que había una razón adicional para la intensidad de la explosión, y nuestros modelos matemáticos lo han confirmado. Nuestro trabajo muestra claramente que el GRB tenía una estructura única, con observaciones que revelaron gradualmente un chorro angosto incrustado dentro de un flujo de salida de gas más amplio donde normalmente se esperaría un chorro aislado".

Entonces, ¿qué hizo que este GRB fuera más ancho de lo normal? Los investigadores tienen una teoría. Como explicó Van Eerten: "Los chorros GRB necesitan atravesar la estrella colapsada en la que se forman, y lo que creemos que marcó la diferencia en este caso fue la cantidad de mezcla que ocurrió entre el material estelar y el chorro, tal que El gas calentado siguió apareciendo en nuestra línea de visión hasta el punto de que cualquier firma de chorro característica se habría perdido en la emisión general del resplandor".

Agregó: "Nuestro modelo ayuda no solo a comprender el BOAT, sino también a los poseedores de récords de brillo anteriores que tenían a los astrónomos desconcertados por su falta de firma de chorro. Estos GRB, como otros GRB, deben dirigirse directamente hacia nosotros cuando suceden, ya que Sería poco físico que tanta energía fuera expulsada en todas direcciones a la vez. Parece existir una clase excepcional de eventos que son extremos y logran enmascarar la naturaleza dirigida de su flujo de gas. Futuro estudio sobre los campos magnéticos que lanzan el chorro. y en las estrellas masivas que los albergan deberían ayudar a revelar por qué estos GRB son tan raros".

O'Connor dijo: "El GRB 221009A excepcionalmente largo es el GRB más brillante jamás registrado y su resplandor está batiendo todos los récords en todas las longitudes de onda. Debido a que este estallido es tan brillante y también cercano (hablando cósmicamente: ocurrió a la distancia menor de 2.400 millones años luz de la Tierra), creemos que esta es una oportunidad única para abordar algunas de las preguntas más fundamentales sobre estas explosiones, desde la formación de agujeros negros hasta pruebas de modelos de materia oscura".

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