Las explosiones de rayos gamma son las explosiones más poderosas en el cosmos. Estos eventos explosivos duran una fracción de segundo a varios minutos y emiten la misma cantidad de rayos gamma que todas las estrellas del universo combinadas. Tales cantidades extremas de energía puedensolo se lanzará durante eventos catastróficos como la muerte de una estrella muy masiva o la fusión de dos estrellas compactas, y estarán acompañados por un resplandor de luz sobre una amplia gama de energías que se desvanecen con el tiempo.
Han pasado décadas desde el descubrimiento del primer estallido de rayos gamma, pero algunos de sus rasgos fundamentales siguen sin estar claros. Un equipo internacional de investigadores, incluidos dos astrofísicos de la Universidad George Washington, Chryssa Kouveliotou y Alexander van der Horst, ahoraha dado el siguiente paso para comprender los procesos físicos en el trabajo durante estos eventos con un descubrimiento reciente publicado hoy en la revista Naturaleza .
Los investigadores observaron un estallido de rayos gamma con un resplandor que presentaba los fotones de mayor energía, un billón de veces más enérgico que la luz visible, detectado en un estallido.
"Esta emisión de energía muy alta se había predicho previamente en estudios teóricos, pero nunca antes se observó directamente", dijo el Dr. van der Horst, profesor asistente de física en GW.
"Después de más de 45 años observando GRB, acabamos de confirmar la existencia de otro componente desconocido en sus resplandores de luz, lo que aumenta drásticamente el presupuesto total de energía de los rayos gamma", agregó el Dr. Kouveliotou, profesor de física en GW..
El 14 de enero de 2019, los investigadores detectaron una explosión etiquetada como GRB 190114C. El descubrimiento desencadenó una extensa campaña de observaciones en todo el espectro electromagnético utilizando más de 20 observatorios e instrumentos en todo el mundo. Este esfuerzo de colaboración permitió que un equipo internacional reuniera unnivel de información sin precedentes sobre GRB 190114C, que captura la evolución de la emisión de resplandor después del resplandor de rayos gamma en 17 órdenes de magnitud en energía.
Como parte de los esfuerzos conjuntos, el Dr. van der Horst y el Dr. Kouveliotou fueron parte de un equipo secundario responsable de rastrear la emisión de ondas de radio en el resplandor de GRB 190114C. El equipo utilizó el nuevo radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica pararegistre la emisión, que se encuentra en el extremo opuesto del espectro en comparación con los rayos gamma de muy alta energía.
"MeerKAT es un nuevo observatorio de radio con muy buena sensibilidad", dijo el Dr. van der Horst. "Es una gran instalación para observar este tipo de evento. Nuestro equipo está llevando a cabo un programa de varios años para observar muchos más rayos gammade rayos y otras explosiones cósmicas en los próximos años "
GRB 190114C es único porque los investigadores pudieron observar fotones con energías de teraelectronvoltio TeV por primera vez en su emisión de resplandor posterior. Usando los telescopios de colaboración MAGIC en La Palma, España, los investigadores notaron que esta emisión de fotones de TeV era 100 vecesmás intensa que la fuente estable más brillante conocida en las energías de TeV, la Nebulosa del Cangrejo. Sin embargo, como se esperaba, esta emisión de energía muy alta se desvaneció rápidamente en aproximadamente media hora después del inicio del evento, mientras que la emisión de resplandor en otras partes del espectro persistió durante mucho tiempomás.
Los investigadores notaron que la forma del espectro observado de luz de resplandor posterior era indicativa de un proceso de emisión llamado emisión inversa de Compton. Este evento respalda la posibilidad de que la emisión inversa de Compton se produzca comúnmente en explosiones de rayos gamma.
"MAGIC, el detector de fotones de TeV en La Palma, España, abrió una nueva ventana para la investigación sobre explosiones de rayos gamma", dijo el Dr. Kouveliotou. "Estamos ansiosos por comprender su física y la verdadera liberación de energía en gamma-estallidos de rayos con más detecciones en el futuro "
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Materiales proporcionado por Universidad George Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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