Nota de prensa

TELESCOPIOS EN CHILE AYUDAN A RESOLVER MISTERIO DE EXPLOSIONES DE RAYOS GAMA

6 de Octubre de 2005

Astrónomos utilizan telescopios de La Silla y Paranal para detectar el resplandor de esquivas y breves explosiones, las más poderosas en el universo después del Big-Bang.

Un equipo internacional de científicos liderado por el astrónomo danés Jens Hjorth observó por primera vez la luz visible de una explosión de rayos gamma de corta duración, contribuyendo así a aclarar un misterio astronómico de más de 30 años. Utilizando el telescopio de 1,5 metros ubicado en el Observatorio La Silla (IV Región de Chile, al norte de La Serena), los investigadores demostraron que estas breves e intensas explosiones se originan con mayor probabilidad debido a la violenta colisión de dos estrellas compactas fusionándose.

El mismo equipo de astrónomos también usó el Very Large Telescope (VLT) en Cerro Paranal (II Región de Chile, al sur de Antofagasta) para delimitar el lugar de nacimiento de la primera explosión de rayos gama de corta duración cuya posición ha podido localizarse con gran precisión, conocida como GRB 050509B. Los resultados se publican en la edición del 6 de octubre de la revista científica Nature.

Las explosiones de rayos gama –la forma de explosión más poderosa conocida en el Universo después del Big Bang- han sido un misterio por tres décadas. Estas explosiones tienen dos modalidades: largas (que pueden durar varios segundos, causadas probablemente por el colapso y estallido de estrellas masivas) y explosiones cortas (de sólo milisegundos de duración). Estas últimas han permanecido como una gran incógnita.

“Las explosiones de rayos gama de corta duración han evadido la detección óptica por más de 30 años”, señala Jens Hjorth, del Centro de Cosmología Oscura, Instituto Niels Bohr (Universidad de Copenhage, Dinamarca).

Pero recientemente las cosas cambiaron. En la noche del 9 al 10 de Julio de 2005, el satélite HETE-2 de la NASA detectó una explosión de sólo 70 milisegundos de duración y, basándose en la detección de rayos X, logró determinar su posición en el cielo.

Apenas 33 horas más tarde, Jens Hjorth y su equipo obtuvieron imágenes de esta región del cielo, empleando el telescopio danés de 1,5 metros que el Observatorio Europeo Austral (ESO) tiene en La Silla (Chile). Las imágenes mostraron la presencia de una fuente desvaneciéndose, ubicada en el borde de una galaxia.

“En consecuencia, hemos descubierto el primer resplandor óptico posterior a una explosión corta de rayos gama”, dice Kristian Pedersen, también del Centro de Cosmología Oscura de la Universidad de Copenhage y coautor de la investigación.

La explosión, denominada GRB 050709, está localizada a 11.000 años luz del centro de una galaxia enana con estrellas en formación, la que se encuentra a unos 2.400 millones de años luz y es bastante joven: alrededor de 400 millones de años de edad.

CADÁVERES ESTELARES

A partir de observaciones realizadas hasta 20 días después del estallido, los astrónomos pudieron descartar la existencia de una estrella masiva en su fase terminal, como las halladas en la mayoría de las explosiones de rayos gama largas. Esto apoya la hipótesis de que las explosiones de corta duración son consecuencia de la fusión de dos estrellas compactas o estrellas de neutrones. Estas últimas son verdaderos cadáveres estelares, que corresponden a los restos de estrellas normales que ya se han consumido. Miden sólo unos pocos kilómetros de diámetro, pero contienen la misma masa de nuestro sol. Pueden existir en sistemas binarios, en que dos estrellas de neutrones orbitan entre sí. Eventualmente, estos sistemas pueden llegar a colapsar, produciendo así la colisión entre ellas y generar un estallido de rayos gama, como proponen los astrónomos.

La misma conclusión se extrae directamente del estudio de otro evento, el GRB 050509B. Esta explosión de 40 milisegundos de duración fue detectada el 9 de mayo por el satélite Swift, el que pudo por primera vez determinar su posición. Las imágenes obtenidas con el instrumento FORS del VLT en Cerro Paranal permitieron a los astrónomos estudiar la vecindad de la explosión. Se descubrió que el estallido de rayos gama se hallaba muy cerca de una galaxia luminosa, elíptica y en la que no había estrellas en formación. Ésta se ubicaba a 2.700 millones de años luz y pertenecía a una agrupación de galaxias.

“Es llamativo que las dos explosiones cortas que finalmente han sido localizadas se encuentren en entornos bastante distintos”, dice Jesper Sollerman, miembro del equipo del Observatorio de Estocolmo (Suecia) y del Centro de Cosmología Oscura (Dinamarca). “El aspecto más importante de estos descubrimientos es que finalmente hemos demostrado que los estallido cortos son efectivamente explosiones cósmicas de sitios remotos en el Universo”, agrega.

Dado que las galaxias elípticas generalmente carecen de estrellas muy masivas, pero son ricas en sistemas binarios que contienen estrellas compactas, la asociación del estallido con este tipo de galaxia agrega otro refuerzo a la hipótesis de la fusión.

Aunque Hjorth y sus colegas sugieren cautela antes de extraer conclusiones definitivas demasiado rápidamente, los astrónomos no pueden sino maravillarse ante el nuevo capítulo de la astronomía que acaba de ser abierto.

Información adicional

Algunos de los resultados descritos en este Comunicado de Prensa aparecerán en la edición del 6 de octubre de la revista Nature ( “The optical afterglow of the short gamma-ray burst GRB 050709”, por J. Hjorth et al. y “A short gamma-ray burst apparently associated with an elliptical galaxy”, por N. Gehrels et al.).

Nota: El equipo tras el descubrimiento del destello óptico de GRB050709 es liderado por Jens Hjorth, (Centro de Cosmología Oscura, Instituto Niels Bohr, Universidad de Copenhage (DARK)), e incluye a Darach Watson (DARK), Johan P.U. Fynbo (DARK), Paul A. Price (Instituto de Astronomía, Universidad de Hawai), Brian L. Jensen (DARK), Uffe G. Jørgensen (DARK), Daniel Kubas (ESO, Santiago, Chile), Javier Gorosabel (Instituto de Astrofísica de Andalucía), Páll Jakobsson (DARK), Jesper Sollerman (DARK y Departamento de Astronomía, Universidad de Estocolmo), Kristian Pedersen (DARK), y Chryssa Kouveliotou (NASA/Marshall Space Flight Center). El equipo es parte de Gamma-Ray burst Afterglow Collaboration en ESO (GRACE), el que lleva a cabo estudios de destellos de explosiones de rayos gama con telescopios de ESO.

Contactos

Kristian Pedersen
Dark Cosmology Centre
Copenhagen, Denmark
Teléfono: +45 3532 5932
Correo electrónico: kp@astro.ku.dk

Jens Hjorth
Niels Bohr Institute
Copenhagen, Denmark
Teléfono: +45 3532 5928
Correo electrónico: jens@astro.ku.dk

Jesper Sollerman
University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
Teléfono: +45 3532 5968
Correo electrónico: jesper@astro.ku.dk

Francisco Rodríguez (Contacto para medios de comunicación en Chile)
Red de Difusión Científica de ESO y European Southern Observatory
Teléfono: +56-2-463-3151
Correo electrónico: eson-chile@eso.org

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso0533.