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Las explosiones de rayos gamma, los rayos cortos e intensos de radiación energética que salen del espacio exterior, son las explosiones más brillantes en el universo.
Los rayos gamma son bloqueados por la atmósfera, pero a fines de los años sesenta, satélites descubrieron accidentalmente estas explosiones. Se trataba de satélites de defensa enviados para monitorear explosiones nucleares hechas por el hombre en el espacio.
Desde su descubrimiento, las explosiones han estado en el centro de atención con varios satélites dedicados lanzados para explorar su origen.
A finales de los años noventa se supo que durante la muerte y el colapso de estrellas masivas surgen ráfagas largas (que duran más de unos pocos segundos). Mientras que en la primera década de este siglo se descubrió que surgen explosiones más cortas (que duran menos de unos pocos segundos) en fusiones de estrellas de neutrones.
Esta última realización fue confirmada dramáticamente hace dos años con observaciones simultáneas de ondas gravitacionales por parte de los detectores de ondas gravitacionales LIGO y Virgo y una breve explosión de dos satélites, Fermi de la NASA e intergral de la ESA.
Aún quedaban muchos misterios relacionados con estas explosiones, particularmente desconcertante era la cuestión de cómo se produce la radiación de alta energía.
En enero pasado, un detector de rayos gamma a bordo del satélite Neil Gehrls Swift de la NASA detectó GRB190114C, una explosión brillante que tuvo lugar hace 4.500 millones de años en una galaxia distante.
Tras un disparo de Swift, el telescopio MAGIC, un detector Cherenkov en el observatorio Roque de los Muchachos en La Palma, España, se dirigió hacia la ubicación de la explosión y detectó fotones de energía extremadamente alta (a energías de TeV) provenientes de él.
Los fotones de TeV de energía ultra alta, que se observaron aproximadamente 50 segundos después de la emisión inmediata, en la llamada fase de «resplandor posterior», fueron al menos 10 veces más enérgicos que los fotones de mayor energía detectados previamente de cualquier explosión.
Por ahora solo se han publicado datos preliminares de las observaciones MAGIC.
Aún así, el Prof. Evgeny Derishev del Instituto de Física Aplicada de Nizhny Novogorod y el Prof. Tsvi Piran de la Universidad Hebrea de Jerusalem combinaron estos datos con observaciones de fotones de baja energía (rayos X) realizadas por Neil Gehrles Swift y han demostrado que revelan los detalles del mecanismo de emisión.
En un artículo publicado hoy en Astrophysical Journal Letters, los autores muestran que la radiación observada debe haberse originado en un chorro que se mueve a 0.9999 de la velocidad de la luz hacia nosotros.
La radiación de alta energía observada por MAGIC fue emitida por electrones acelerados a energías de TeV dentro del chorro.
El proceso de emisión también se puede identificar, es el llamado «mecanismo de Compton inverso» en el que los electrones de energía ultra alta chocan con los fotones de baja energía y aumentan su energía.
Sorprendentemente, los mismos electrones relativistas también están produciendo los fotones «semilla» de baja energía a través de la radiación sincrotrón.
«MAGIC ha encontrado la piedra Rosseta de estallidos de rayos gamma», dice el profesor Piran.
“Esta detección única nos permite por primera vez discriminar entre diferentes modelos de emisión y descubrir cuáles son las condiciones exactas en la explosión.
Ahora también podemos entender por qué no se observó esa radiación en el pasado».
Los futuros telescopios , como el planeado Cherenkov Telescope Array, un proyecto multinacional en construcción, serán mucho más sensibles que MAGIC.
La detección actual sugiere que muchos otros eventos similares se detectarán en el futuro y continuarán arrojando luz sobre este misterio cósmico.
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