Explosiones de rayos gamma colosales

Este año 2019 gracias dos Telescopios situados en La Palma, y a la colaboración MAGIC, hemos capaces de detectar las radiaciones más energéticas jamás vistas. Después de que el telescopio espacial Fermi detectara la explosión de rayos gamma GRB 190114C , dichos telescopios enfocaron a la fuente y midieron energías del orden 200 x10^6 to 1 x10^9 electrón voltios (eV). Energías nunca antes vistas y que habían sido postuladas teóricamente.

Para ponernos en situación el telescopio espacial Fermi es capaz de detectar y medir fotones de energías en el rango de 8.000 eV (8 10^3 eV u 8 keV) a 300 10^9 (300 GeV). Los telescopios terrestres MAGIC detectan la radiación Cherenkov emitida por lluvia de partículas cargadas y aceleradas que provocan los rayos gamma cuando chocan con la atmósfera. Y su rango de detección de energía de los rayos gamma es desde entre 400 GeV hasta 40 TeV.

Interpretación artística del observatorio Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) detectando y midiendo la energía de la luz gamma emitida por una explosión de rayos gamma o gamma-ray burst en 2019.
(Image: ©3Dciencia 2019)
Interpretación artística del observatorio Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) detectando y midiendo la energía de la luz gamma emitida por una explosión de rayos gamma o gamma-ray burst en 2019.
(Image: ©3Dciencia 2019)

Las explosiones de rayos gamma o GRB (gamma-ray bursts) son de los fenómenos más energéticos detectados hasta ahora en el universo. Desprenden tanta energía en un breve periodo de tiempo, de milisegundos a minutos, que la que se calcula que emitirá nuestro sol durante todo su periodo de vida. Eso sí, el sol las emite en radiaciones menos energéticas como rayos x, luz visible, infrarroja, etc. El origen de estos eventos giga energéticos, se cree, radican en las supernovas tras la muerte de estrellas gigantescas, del choque y fusión de estrellas de neutrones o en los procesos alrededor de agujeros negros.

Este tipo de destellos electromagnéticos de radiación gamma se detectaron por primera vez en los años 60 gracias a los satélites Vela. Capaces de detectar rayos gamma, fueron puestos en el espacio para controlar el desarrollo de armas nucleares en el espacio por la URSS. Y resultó que acabaron detectando y descubriendo estas explosiones cortas y brutales.

Imagen de una explosión de rayos gamma o gamma-ray burst GRB 190114C basada en datos recogidos por el telescopio espacial de la NASA Hubble el 11 de Feb. y 12 de Marzo de 2019.
(Image: © NASA, ESA, and V. Acciari et al. 2019)

Desde entonces se han detectado muchas emisiones bruscas de rayos gamma de diferentes magnitudes y distancias, pero no con la intensidad de la detectada el 14 enero de 2019, denominada 190114C, ni con los instrumentos que ahora poseemos. Salvo otra algo menor detectada en 2018.

Tras la primera explosión de rayos gamma 190114C, detectada por Fermi se reorientaron más de 20 telescopios para ver lo que sigue al GBR, que es lo que llaman afterglow. Se produce aproximadamente un minuto después y es mucho más energético y vistoso, pues se detectan en todas las frecuencias, desde ondas de radio hasta rayos gamma. Entre los telescopios estaban los dos Cherenkov situados en La Palma, España. Estos, pertenecientes al Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) collaboration, detectaron rayos gamma con energías en el rango de los 200 billones a 1 trillón de electrón voltios. Unas 100 cien veces más fuerte que el pulsar de la nebulosa del cangrejo, que es la fuente más potente de conocida de rayos gamma.

La forma en que se originan estos rayos gamma tan energéticos está por dilucidar. Normalmente se originan por radiación sincrotrón de partículas cargadas como electrones que giran a velocidades muy altas en campos magnéticos. Pero a estas magnitudes se cree que provienen de colisiones fotón-electrón donde el fotón gamma emitido, ya de por sí energético, al colisionar gana energía y el electrón la pierde.

REFERENCIAS

Teraelectronvolt emission from the γ-ray burst GRB 190114C. MAgic Colaboration. Nature 575, pages455–458(2019)

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