El telescopio de rayos X de Swift capturó esta imagen de GRB050509b incrustada en la emisión difusa de rayos X asociada con el cúmulo de galaxias. Crédito de la imagen: NASA. Click para agrandar.
Hace dos mil millones de años y hace 25 días, ¿ocurrió un evento destinado a ser un hito en la comunidad astronómica en una galaxia distante? Una explosión de rayos gamma que dura apenas treinta segundos. El acertadamente llamado observatorio Swift ‘vio’ las gammas con su instrumento Burst Alert Telescope (BAT), resolvió aproximadamente de dónde venían y giró sus telescopios de rayos X y UV. La GCN (GRB Coordinates Network) internacional se iluminó con avisos de observatorios de todo el mundo (y en el espacio), informando lo que encontraron cuando miraron allí. Los datos llegaron desde Namibia, Canarias, Estados Unidos continental, Chile, India, Países Bajos y, sobre todo, Hawai. Los principales telescopios ópticos del mundo, el VLT, los Kecks, Gemini, Subaru, todos entraron en acción; El espectro electromagnético estaba cubierto desde gammas de energía extremadamente alta hasta la radio.
¿Y todo para qué? ¿Una docena de rayos gamma más una docena de rayos X? Los astrónomos han sabido durante más de una década que los estallidos de rayos gamma (GRB) vienen en dos tipos diferentes:? Largo-suave? y? corto-duro ?. GRB050509b fue un disco duro. Duró unos 30 ms, su espectro gamma tenía más? Duro? gammas que? suave? y fue la primera vez que se detectó un resplandor de rayos X.
Los astrónomos han estado "buscando desesperadamente resplandores" durante años. Estas son las ondas de rayos X, UV, ópticas, IR y de radio que se transmiten desde el sitio del GRB, después de que la radiación gamma disminuye. Debido a que podemos identificar la fuente de estos con mayor precisión que los GRB mismos, encontrar resplandores posteriores es el primer paso para determinar cuáles son.
Antes de GRB050509b, los astrónomos se inclinaban hacia la teoría de que los GRB suaves y largos son supernovas de colapso del núcleo (collapsars). Si bien se han publicado docenas de artículos teóricos sobre los GRB cortos y duros, ¿solo tres escenarios parecían ajustarse a los datos de rayos gamma? la fusión (o colisión) de una estrella de neutrones con otra (o un agujero negro), una llamarada gigante de un magnetar (un "terremoto" en una estrella de neutrones intensamente magnética), o alguna variación en el tema del colapso.
Ahora, el primero de lo que probablemente serán cientos de documentos sobre GRB050509b se ha enviado para su publicación. Los 28 autores concluyen que "ahora existe un soporte de observación para la hipótesis de que surgen explosiones cortas y duras durante la fusión de un binario compacto (dos estrellas de neutrones, o una estrella de neutrones y un agujero negro)".
¿La clave para los investigadores? La conclusión es la "localización" del resplandor de rayos X.
El telescopio de rayos X de Swift detectó rayos X procedentes de la misma región del cielo que los gammas; después de un poco de investigación para vincular la aparente posición de rayos X a los astrónomos? sistema de coordenadas (RA y Dec), el equipo Swift XRT determinó que el resplandor provenía de un círculo de aproximadamente 15 "(segundos de arco) de diámetro, cuyo centro está a unos 10" del corazón de una galaxia elíptica (que ahora tiene el memorable nombre G1 ), miembro de un rico cúmulo de galaxias bañadas en rayos X. ¿Cómo sabían que era un resplandor crepuscular? Porque se desvaneció; el difuso resplandor de rayos X de los grupos no hace eso.
Y a pesar de mirar con mucho cuidado, no se detectó ningún otro resplandor electromagnético.
Entonces, nuestros 28 astrónomos tuvieron que determinar si los suburbios de G1 es donde ocurrió la muerte estelar, o en otro lugar; ¿Qué es el? host ?, en lenguaje de astrónomo.
La astronomía moderna hace un uso intensivo de las estadísticas; Para asegurarse de que no tienen una casualidad, los investigadores normalmente quieren muchos ejemplos. En este caso, ¿las únicas estadísticas que podrían hacer los autores del artículo es un cálculo? ¿Qué tan probable es que ocurra un GRB de corta duración (suponiendo que tales sean eventos de muerte estelar)? ¿Una galaxia elíptica, en un cúmulo rico, solo por casualidad? Muchos diferentes? ¿Qué tan probable? se hicieron preguntas; las respuestas en todos los casos son, "no muy probable". Sin embargo, nadie descarta la mala suerte.
Nuestros investigadores ahora podrían recurrir a los diversos modelos teóricos de GRBs cortos y duros, y de resplandores posteriores de GRB, para ver qué tan bien los datos de observación se ajustan a las expectativas teóricas, suponiendo que el GRB se disparó en G1.
La buena noticia (n. ° 1) es que los datos de resplandor posterior coinciden bien: los GRB de corta duración liberan mucha menos energía (gamma) que los largos y blandos (por lo que los resplandores de los GRB de corta duración deben ser más débiles; la energía gamma es un indicador de la energía utilizada para alimentar el resplandor crepuscular). Mejor aún, dado que lo que rompe los escombros determina cuán brillante será el resplandor posterior, el tenue resplandor GRB050509b es justo lo que esperaría si ocurriera en el gas enrarecido del medio interestelar de una elíptica (los resplandores posteriores de colapsar son brillantes en parte porque suceden en los restos desordenados de las nubes de polvo de gas de las que nacieron unos pocos millones de años antes).
La segunda buena noticia es que no se encontraron rastros de formación estelar reciente en G1, lo que descarta prácticamente un colapso como progenitor. ¿Por qué? Porque los colapsares son estrellas muy jóvenes, por lo que no pueden haberse alejado mucho de su lugar de nacimiento antes de su muerte. Además, los restos de incluso la supernova colapsar más débil podrían haber sido visibles, varios días después.
¿Qué pasa con una llamarada gigante de una magnetar? Esto no se puede descartar para GRB050509b, pero un magnetar en una galaxia como G1 no es muy probable, y GRB050509b fue mil veces más brillante que la llamarada de magnetar más fuerte que hemos visto hasta la fecha.
Eso deja la fusión de un binario estrella de neutrones (o binario NS-BH). ¿Dónde encontraríamos un binario así, listo para fusionar? Ciertamente, se pueden encontrar en los suburbios de las galaxias espirales, o en cúmulos globulares, pero las galaxias elípticas gigantes como G1 es principalmente donde.
Entonces, ¿está cerrado el caso? No exactamente. "Otros modelos progenitores siguen siendo viables, y las ráfagas adicionales rápidamente localizadas de la misión Swift indudablemente ayudarán a aclarar aún más la imagen progenitora".
¿Podría GRB050509b ser una muerte estelar en una galaxia mucho más distante? ¿Tal vez una de la docena de gotas borrosas (un cúmulo de galaxias mucho más distante? Tales alineaciones casuales son muy comunes) en o cerca del resplandor de rayos X? Quizás esto se discutirá en futuros documentos sobre GRB050509b.
Fuente original: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505480
