Inimaginablemente lejano y potentes, los breves destellos de
radiación de alta energía conocidos como estallidos de rayos γ (GRBs) fueron
alguna vez uno de los más profundos misterios de la astronomía. Ahora se están
convirtiendo en una nueva herramienta de penetración. Con observatorios en
órbita, como Fermi de la NASA y la nave espacial Swift que rutinariamente
detecta los estallidos, los astrónomos están haciendo planes para utilizarlas
como bombillas de flash para examinar los detalles oscuros de los primeros años
del Universo.
Visto casi a diario, desde todas las direcciones en el espacio,
los GRBs se piensa que son la señal del colapso del núcleo de una estrella
masiva en un agujero negro, un evento que desencadena una explosión
cataclísmica. Su intensa luz puede brillar todo el camino a través de todo el Universo
visible para así ver los primeros capítulos de su historia más o menos hace 13
mil millones de años. Los teóricos de la comprensión de los flashes esta en
continua evolución, pero en el 2012 los astrónomos discutieron cómo podrían
utilizar los GRBs para trazar la evolución química del cosmos, pues la luz de
las explosiones se filtra a través de gas en las galaxias en las que residen.
Volker Bromm, un astrónomo de la Universidad de Texas en
Austin, dice que los GRBs son "piedras Roseta cósmicas" que podría
incluso llevar a la información sobre la composición de las primeras estrellas
del universo, unos pocos cientos de millones de años después del Big Bang. "Queremos
ir a la hora de la primera luz.”
Junto con galaxias y cuásares los núcleos luminosos de las
galaxias jóvenes tienen agujeros negros supermasivos en el centro que emiten
los GRBs. Nial Tanvir, astrónomo de la Universidad de Leicester, Reino Unido.
Ellos son mucho más brillantes que las galaxias distantes, lo que significa que
un espectrógrafo tiene más información para trabajar cuando se divide un
resplandor GRBs en sus longitudes de onda para revelar los constituyentes
químicos en las líneas de absorción. Y aunque los cuásares brillan, su luz
puede ser más errática que la de los GRBs y sus espectros más complicados, lo
que hace más difícil extraer información sobre el material atraves del cual han
brillado.
El desafío es que los GRBs son impredecibles y duran solo
breves segundos. Sus destellos efímeros son seguidos por la persistencia de
resplandores que pueden ser medidos en longitudes de onda, pero los
observatorios terrestres deben reaccionar con rapidez si van a recoger los
resplandores tan pronto como una nave espacial detecta una explosión. Sin
embargo, se puede hacer, una explosión, que se detectó por Swift en septiembre
de 2005, era tan brillante que el telescopio de 8 metros Subaru en Hawai
detectó el resplandor y obtuvo un espectro tres días más tarde. Con un
desplazamiento al rojo de 6,3, la explosión se estima que se han producido
cuando el Universo tenía menos del 7% de su edad actual. El espectro, rico en
detalles, reveló que la re-ionización del gas de hidrógeno en su punto inflexión
es clave de la historia del universo.
La semana pasada, los astrónomos en una conferencia en
Munich, Alemania, presentó una nueva imagen de la mecánica interna de los
estallidos de rayos γ (GRBs), los conos luminosos fugaces, pero con carácter
excepcional de la luz en chorro hacia afuera a lo largo de los ejes de rotación
de las estrellas, ya que colapsan en agujeros negros y explotan como
supernovas.
Pero los astrónomos quieren ir aún más atrás. Los GRBs han
ido fuera, desde la formación de las primeras estrellas del Universo, que
probablemente eran masivas, brillantes y de corta duración. La luz de las
estrellas de este tipo cuando mueren violentamente ofreciendo GRBs y mostrando una huella química codiciada del
gas que lo rodea la materia primordial
del Universo muy temprano.
Mediante el análisis de GRBs en las galaxias de diferentes épocas, los astrónomos podrían ser capaces de rastrear cómo la composición de los inicios del universo a evolucionado, ya que las primeras generaciones de estrellas quemaron hidrógeno y helio, su conversión en elementos más pesados y metales denominados colectivamente. "¿Cuándo estas grandes estrellas empezaron a hacer todos estos metales? ¿Cuándo se enciende? ", Pregunta Neil Gehrels, astrónomo del Centro de Vuelo Espacial Goddard en Greenbelt, Maryland, e investigador principal de Swift.
Para ayudar a conseguir un salto en las primeras observaciones
de GRBs, Jochen Greiner, un astrónomo en el Instituto Max Planck para Física
Extraterrestre en Garching, Alemania, y su equipo construyeron el Gamma-Ray
Burst Optical/Near-infrared Detector (GROND), y añadieron un telescopio de 2,2
metros operado por el Observatorio Europeo Austral (ESO) en La Silla en Chile.
GROND responde a las alertas de Swift, y toma el control del telescopio de ESO.
El sistema automatizado puede hacer una estimación rápida de la distancia de
una explosión, y si el candidato es remoto, Greiner y sus colegas llaman a los
astrónomos del Very Large Telescope, que cuenta con instrumentos que pueden
hacer excelentes mediciones espectroscópicas. Sin embargo, Greiner a veces es
incapaz de convencerlos de interrumpir su trabajo. "No se dan cuenta que
tienen que reaccionar en cuestión de minutos", indico.
Greiner también se preocupa por el hecho de que Swift,
aunque sigue realizando un buen trabajo, fue diseñado para durar sólo dos años.
Gehrels, sin embargo, es optimista de que con más espectrógrafos en los
telescopios terrestres, los astrónomos serán capaces de sacar el máximo
provecho. Él cree que es sólo cuestión de tiempo antes de que una explosión se
detecte y nos lleva aún más cerca del Big Bang. "Todo lo que se va a tomar
es una explosión… Simplemente no hemos tenido suerte todavía."
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