El colapso de campos magnéticos de estrellas gigantes potencia las explosiones de rayos gamma


Las explosiones de rayos gamma son las explosiones más enérgicas del Universo, emitiendo enormes chorros de plasma que viajan a través del espacio a 0,99 veces la velocidad de la luz, cuando una estrella gigante se derrumba en un agujero negro giratorio. Cuando un chorro apunta hacia la Tierra, el brillo posterior se puede detectar con los telescopios terrestres y espaciales.

Para explicar las explosiones de rayos gamas, muchos astrónomos prefieren una explicación basadas en el modelo de chorro bariónico, que establece que las colisiones violentas repetidas entre el material explotado durante la explosión y el material que rodea la estrella, producen la explosión de rayos gamma y el resplandor posterior que se desvanece.

Una segunda hipótesis, llamada modelo magnético, postula que un campo magnético enorme y primordial en la estrella, colapsa a los pocos segundos de la explosión inicial, liberando la energía necesaria para impulsar la explosión.

Ahora, un equipo de investigación dirigido por Nuria Jordana-Mitjans, astrónoma de la Universidad de Bath, ha encontrado evidencia que respalda el modelo magnético.

El estudio
En el estudio, Jordana-Mitjans y sus colegas de investigación examinaron datos del colapso de una estrella masiva en una galaxia ubicada a 5 mil millones de años luz de distancia.

Los investigadores fueron informados sobre el colapso de la estrella después de que el estallido de rayos gamma, llamado GRB 190114C, fuera detectado por el Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA el 14 de enero de 2019.

Observaron un nivel de polarización sorprendentemente bajo en GRB 190114C durante los momentos posteriores al colapso de la estrella, lo que indica que el campo magnético de la estrella había sido destruido durante la explosión.

"De estudios anteriores, esperábamos detectar una polarización de hasta el 30% durante los primeros cien segundos después de la explosión", dijo Jordana-Mitjans.

"Así que nos sorprendió medir solo el 7.7% menos de un minuto después de la explosión, seguido de una caída repentina al 2% poco después".

"Esto nos dice que los campos magnéticos colapsaron catastróficamente justo después de la explosión, liberando su energía y alimentando la luz brillante detectada a través del espectro electromagnético".

Segundos después de que el observatorio Swift identificara el estallido de rayos gama GRB 190114C, los telescopios robóticos ubicados en las Islas Canarias y Sudáfrica recibieron la notificación de descubrimiento de la NASA y sus lentes fueron redirigidas con dirección a la fuente.

Un minuto después del descubrimiento, los telescopios estaban reuniendo datos sobre las emisiones.

"Nuestros innovadores sistemas de telescopios son completamente autónomos, sin humanos en el circuito, por lo que se giraron rápidamente y comenzaron a tomar observaciones del GRB casi inmediatamente después del descubrimiento por el satélite Swift", dijo la profesora Carole Mundell de la Universidad de Bath.

"Es notable que desde la comodidad de nuestros hogares, pudimos descubrir la importancia de los campos magnéticos primordiales para impulsar una explosión cósmica en una galaxia distante".

También, las observaciones del Hubble sugieren que la explosión de rayos gama GRB 190114C mostró una emisión potente porque la estrella en colapso estaba ubicada en un ambiente muy denso, justo en el medio de una galaxia brillante, lo que respalda este estudio.

Crédito de la imagen: NASA / ESA / Hubble / M. Kornmesser.

Referencia del documento científico:
N. Jordana-Mitjans et al. 2020. Luz poco polarizada de un chorro altamente magnetizado de GRB 190114C. The Astrophysical Journal, Volumen 892, Número 2; doi: 10.3847 / 1538-4357 / ab7248

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