La sonda europea INTEGRAL detectó un estallido de rayos gamma que ha provocado un cambio sustancial en la imagen que teníamos sobre los mismos.

Un estallido de rayos gamma detectado por el observatorio de rayos gamma INTEGRAL de ESA el 3 de diciembre de 2003, ha sido estudiado detenidamente durante meses por un ejército de observatorios con base en tierra y en el espacio. Los astrónomos han llegado a la conclusión que este evento, conocido como GRB 031203 es el más cercano registrado hasta ahora, pero también el más débil. Esto también sugiere que hasta el momento toda una población entera de estallidos de rayos gamma sub-energéticos ha pasado desapercibida.

Los estallidos de rayos gamma (GRB = Gamma Ray Burst) son destellos de rayos gamma que pueden durar desde menos de un segundo hasta unos pocos minutos, y ocurren en posiciones aleatorias del cielo. Se piensa que gran parte de ellos se produce cuando se crea un agujero negro a partir de una estrella agonizante en una galaxia lejana. Los astrónomos creen que el disco caliente que rodea al agujero negro, compuesto de gas y polvo que caen hacia él, emite de alguna manera un haz energético paralelo al eje de rotación.

De acuerdo con la imagen más simple, todos los GRBs deberían emitir cantidades similares de energía de rayos gamma. La fracción que de ella se detecta en la Tierra dependería entonces del “ancho” (ángulo de apertura) y orientación del haz, así como de la distancia. La energía recibida debería ser mayor cuan el haz es estrecho o apunta hacia nosotros, y menor cuando el haz es ancho o apunta hacia el lado opuesto. Nuevos datos recogidos por los observatorios de alta energía de ESA, INTEGRAL y XMM-Newton, muestran ahora que esta imagen no es tan definida y que la cantidad de energía emitida por los GRBs puede variar significativamente. “La idea de que todos los GRBs emiten la misma cantidad de rayos gamma, o que son “candelas estándar” que es como las llamamos, queda simplemente descartada a causa de estos nuevos datos”, dijo el Dr. Sergey Sazonov, del Instituto de Investigación Espacial de la Academia Rusa de Ciencias, Moscú, Rusia, y del Instituto Max Plank de Astrofísica, Garching (cerca de Munich), Alemania.

derecha: Observatorio de Rayos Gamma INTEGRAL de ESA.
Crédito por la Imagen: ESA/Medialab

Sazonov, junto a un equipo internacional de investigadores, estudió el GRB detectado por INTEGRAL el 3 de diciembre de 2003, al que se la dado el nombre código de GRB 031203. Dentro del registro de 18 segundos del estallido, el Sistema de Alerta de Estallidos INTEGRAL, había fijado la posición aproximada de GRB 031203 en el cielo, y envió la información a una red de observatorios alrededor del mundo. Unas pocas horas después uno de ellos, el XMM-Newton de ESA, determinó una posición mucho más precisa para el estallido, y detectó una fuente de rayos-X que desaparecía rápidamente, la que fue subsecuentemente vista con telescopios ópticos y de radio con base en tierra.

izquierda: Observatorio XMM-Newton de rayos-X de ESA.
Crédito por la Imagen: ESA

Este tesoro de datos permitió a los científicos determinar que GRB 031203 se produjo en una galaxia que está a menos de 1.300 millones de años luz de distancia, lo que lo convertía en el más cercano jamás registrado. Aún así, la forma en que GRB 021203 disminuía su brillo con el tiempo y la distribución de su energía no eran diferentes de las de los otros GRBs más distantes. Entonces, los científicos comenzaron a darse cuenta que el concepto de “canelas estándar” no podría sostenerse. “El estar tan cerca debería hacer que GRB 031203 pareciera muy brillante, pero la cantidad de rayos gamma que midió INTEGRAL es aproximadamente mil veces menor de lo que habríamos esperado normalmente de un GRB”, dijo Sazonov.

Un estallido de rayos gamma observado en 1998 en una galaxia cercana pareció aún menos brillante, aproximadamente 100 veces menos que GRB 031203. Sin embargo, los astrónomos no pudieron decir definitivamente si era un GRB genuino porque la mayor parte de su energía fue emitida principalmente en forma de rayos-X, en lugar de rayos gamma. El trabajo del equipo de Sazonov sobre GRB 031203 sugiere que pueden existir GRBs intrínsecamente más débiles.

derecha: Observatorio Chandra de Rayos-X.
Crédito:NASA/ Chandra

Un equipo de astrónomos de los EE.UU., coordinado por Alicia Soderberg del Instituto de Tecnología de California, Pasadena, estudió el “post-resplandor” de GRB 031203 y proporcionó mayor apoyo a esta conclusión. El post-resplandor, emitido cuando la onda de choque de un GRB embiste al medio difuso que lo rodea, puede durar semanas o meses, hasta desaparecer progresivamente. Utilizando el Observatorio Chandra de Rayos-X, Soderberg y su equipo vieron que el brillo de los rayos-X del post-resplandor era aproximadamente mil veces más débil que un típico GRB distante. Las observaciones del equipo con el radiotelescopio VLA (Very Large Array = Conjunto Muy Grande) del Observatorio Nacional de Radio Astronomía en Socorro (EE.UU.) revelaron también una fuente más débil que lo usual.

Sazonov y Solderberg explican que sus equipos buscaron cuidadosamente signos de que GRB 031203 pudiera estar inclinado de tal manera que la mayor parte de su energía escapara a la detección de INTEGRAL. Sin embargo, como dijo Sazonov, “el hecho de que la mayor parte de la energía que vemos se encuentra en el dominio de los rayos gamma, en lugar de rayos-X, significa que estamos viendo al haz muy cerca del eje”. Es, por lo tanto, muy improbable que mucha de la energía emitida haya quedado sin detectar.

izquierda: Antenas del Radio-Interferómetro VLA en Socorro, Nuevo México.

El descubrimiento sugiere la existencia de una nueva población de GRBs mucho más cercana pero también más débil que la mayoría de los conocidos hasta ahora, que son muy energéticos pero muy distantes. Los objetos de este tipo pueden también ser muy numerosos y producir entonces estallidos más frecuentes.

El grueso de esta población ha escapado hasta ahora de nuestra atención porque se encuentra en el límite de detección de los instrumentos pasados y presentes. Sin embargo, puede que INTEGRAL sea lo suficientemente sensible como para revelar a unos pocos más de ellos a lo largo de los próximos años. Éstos podrían ser apenas la punta del iceberg, y futuros observatorios de rayos gamma, tales como la planeada misión Swift de la NASA, deberían ser capaces de extender esta búsqueda a un mucho mayor volumen del universo y encontrar muchos más de estos GRBs sub-energéticos.

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NOTAS DEL TRADUCTOR
INTEGRAL:
INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory = Laboratorio Internacional de Astrofísica de Rayos Gamma) es el más moderno de los observatorios de rayos gamma europeos. Los rayos gamma son millones de veces más energéticos que la luz visible y pueden atravesar la materia casi sin interactuar con ella.

INTEGRAL utiliza dos telescopios de rayos gamma especialmente diseñados para registrar esta esquiva radiación: uno de ellos proporciona las más precisas imágenes jamás vistas del cielo en rayos gamma y el otro mide las energías de esos rayos con una precisión sin precedentes.

Estos telescopios están complementados por otros dos instrumentos: un monitor de rayos-X y una cámara óptica. Los cuatro instrumentos trabajan simultáneamente y apuntan a la misma región del espacio. Esta es la primera vez que los científicos han sido rutinariamente capaces de realizar mediciones al mismo tiempo lo que permitirá una identificación más clara de las fuentes de rayos gamma.

Integral fue lanzado el 17 de octubre de 2002, utilizando un cohete Russian Proton, desde el Cosmódromo de Baikonur en Kazajastán.
Crédito por la imagen: ESA. Illustration by Medialab

XMM-Newton:
XMM-Newton de ESA es el mayor satélite científico jamás construido en Europa. Su poder de recolección es el mayor que se haya lanzado para trabajar en las longitudes de onda de los rayos-X. El total de recolección del espejo es de más de 120 metros cuadrados distribuidos en tres telescopios individuales de rayos-X.

Su nombre se deriva del acrónimo en inglés de su diseño (X-ray Multi-Mirror = Multi-Espejo de Rayos-X
En total, la conjunción de 51 espejos, cuidadosamente medidos, formados y ensamblados uno dentro de otro, hace de XMM-Newton el telescopio de rayos-X más sensible que se haya construido. Este observatorio único de rayos-X fue lanzado el 10 de diciembre de 1999, utilizando un cohete Ariane 5 desde el Espaciopuerto Kourou en la Guayana Francesa.
Crédito por la imagen: ESA
- h.r.b. -

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Web Site: Universe Today
Artículo: “ Closer, Dimmer Gamma Ray Burst Spotted ”
Fecha: Agosto 05, 2004

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Para Astroseti.org: Heber Rizzo Baladán

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