En una galaxia a 4.500 millones de años luz

Captan la mayor explosión del universo jamás observada (y se ha cazado en Canarias)

Los dos telescopios MAGIC de La Palma, de 17 metros de diámetro y construidos en fibra de carbono, analizaron un estallido de rayos gamma de un rango de energía nunca antes detectado

Foto: Representación de una explosión de rayos gamma. (NASA)
Representación de una explosión de rayos gamma. (NASA)

Todo fue cuestión de segundos. El pasado 14 de enero de 2019 el Observatorio del Roque de los Muchachos de la isla de La Palma recibió la alerta desde un telescopio espacial y en apenas medio minuto sus dos telescopios MAGIC se orientaron hacia el objetivo preciso. Aquel movimiento iba a entrar en la historia de la astronomía, pero no lo hemos conocido hasta hoy.

La revista Nature publica tres artículos que recogen los datos de las dos explosiones de mayor energía registradas hasta ahora en el universo: ésta, cuyos datos se recibieron en Canarias, y otra recogida por el observatorio HESS, ubicado en Namibia. Son dos estallidos de rayos gamma que han revelado los fotones más energéticos conocidos, millones de veces más que los de la luz visible.

“Los estallidos de rayos gamma son las explosiones más energéticas y violentas que existen en el universo”, explica a Teknautas Alicia López Oramas, investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) que ha formado parte del hallazgo. “Hasta el momento se habían detectado rayos gamma en otras frecuencias y longitudes de onda, pero nunca se había logrado registrar la componente más energética”, comenta.

Esta explosión, que los científicos han llamado GRB 190114C, emitía fotones de muy alta energía en el rango de 0,2 a 1 teraelectronvoltios aproximadamente un minuto después de estallar, lo nunca visto. El estallido se produjo en una galaxia que está a unos 4.500 millones de años luz, con lo cual la luz ha tardado todo ese tiempo en llegar hasta nosotros, y probablemente se debe a la muerte de una estrella. “Creemos que este tipo de rayos gamma proceden del colapso y la muerte de estrellas masivas, que son mucho más grandes que el Sol”, señala la experta.

Los telescopios MAGIC de La Palma en una noche de lluvia de estrellas. (Foto: Daniel López, IAC)
Los telescopios MAGIC de La Palma en una noche de lluvia de estrellas. (Foto: Daniel López, IAC)

Cuando una estrella de este tipo muere y se forma una estrella de neutrones o un agujero negro, se cree que puede ocurrir una explosión de este tipo, un estallido de rayos gamma, y se había estimado que tenía que existir una componente muy energética, pero nunca se había detectado hasta ahora”, añade.

Aproximadamente, hay un estallido de rayos gamma cada día, pero su duración es tan breve que hace falta mucha suerte para poderlos estudiar. “Todo depende de que algún telescopio lo detecte, mande una alerta y apuntes rápidamente hacia el lugar preciso, porque en segundos ha desaparecido”, explica López Oramas. La explosión inicial se va desvaneciendo gradualmente y, aunque no desaparezca del todo hasta minutos, horas o incluso días después, pasados los primeros instantes ya no se puede detectar el componente energético inicial.

En este caso, a los 20 minutos ya no quedaba nada, pero se pudo registrar gracias a que todas las condiciones fueron favorables. Los dos telescopios MAGIC de La Palma han sido diseñados especialmente para intentar cazar estos estallidos. Miden 17 metros de diámetro y están construidos en fibra de carbono, un material que los hace tan ligeros que pueden apuntar a cualquier lugar del cielo en 30 segundos. “Esa es la clave de por qué hemos detectado este estallido de rayos gamma, nosotros recibimos la alerta desde un telescopio espacial unos 20 segundos después de que se produjera, apuntamos automáticamente a las coordenadas que nos mandaron y medio minuto después ya estábamos tomando datos”, relata la investigadora.

Es decir, el fenómeno ya estaba siendo observado en Canarias tan solo 50 segundos después de producirse, algo muy difícil de conseguir. Generalmente, se tarda mucho más tiempo en reaccionar u otras circunstancias impiden la observación: que se detecte en el hemisferio sur y, por tanto, no sea visible desde La Palma; que haya condiciones meteorológicas desfavorables; o que ocurra de día, ya que estos telescopios sólo operan con la oscuridad nocturna. Es más, ni siquiera lo hacen con Luna llena, porque sus cámaras son muy sensibles.

Muy cerca: 4.500 millones de años luz

Además, otros estallidos suelen ser más débiles o muy cortos, pero el que se registró en enero en La Palma resultó extraordinario. “Se ha producido a una distancia relativamente cercana, aunque estemos hablando de una galaxia que se encuentra a 4.500 millones de años luz, y esto hizo que fuera muy luminoso”, apunta la experta del IAC.

Telescopios MAGIC. (Foto: Daniel López, IAC)
Telescopios MAGIC. (Foto: Daniel López, IAC)

Tras recoger los datos en enero, la información se distribuyó entre la comunidad astronómica para que otros telescopios de otras frecuencias hicieran un seguimiento del evento. El resultado es la publicación de un artículo científico acerca del descubrimiento en sí mismo y sus características y otro sobre los aspectos físicos derivados de su análisis, que se ha realizado gracias a la colaboración de otros 15 telescopios terrestres y seis satélites. A esta información se añade una tercera publicación sobre la detección de un estallido de rayos gamma similar por parte de los telescopios HESS de Namibia.

Precisamente, la dificultad que entrañaba este hallazgo hace que sea todo un triunfo para los investigadores de este campo. “La existencia de los rayos gamma se conoce desde hace 50 años, pero no se sabía de dónde podía proceder una explosión de este tipo, que emite en unos pocos segundos la misma cantidad de energía que nuestro Sol en toda su vida”, señala López Oramas.

El descubrimiento de las primeras ondas gravitacionales –procedentes de la fusión de dos estrellas de neutrones–, anunciado en 2016, también supuso averiguar que los estallidos de rayos gamma cortos provenían del mismo fenómeno, pero en este caso se trata de rayos gamma largos. “Nos preguntábamos qué objeto del universo puede producir una radiación tan energética y la detección que han realizado los telescopios MAGIC nos revela información muy valiosa sobre cómo es la muerte de estrellas y cómo afecta al medio que las rodea”, detalla.

Representación del hallazgo realizado por los telescopios MAGIC en La Palma. (Ilustración: Gabriel Pérez Díaz, IAC)
Representación del hallazgo realizado por los telescopios MAGIC en La Palma. (Ilustración: Gabriel Pérez Díaz, IAC)

Los 'nuevos' telescopios MAGIC

Estos telescopios de rayos gamma son el resultado de una colaboración internacional en la que participan unos 200 investigadores de varios países (Alemania, España, Italia, Suiza, Polonia, Finlandia, Bulgaria, Croacia, India y Japón). En el mundo sólo hay otras dos instalaciones terrestres de este tipo, los telescopios HESS de Namibia, que protagoniza el segundo estallido de rayos gamma dado a conocer hoy por Nature, y los telescopios VERITAS de Arizona (Estados Unidos).

Sin embargo, el estudio de los rayos gamma dará un salto espectacular en los próximos años con la puesta en marcha de la red Cherenkov Telescope Array (CTA), que tendrá dos sedes, una en La Palma, junto a los telescopios MAGIC, y otra en Chile.

Toda la comunidad científica se ha unido para construir el CTA, el observatorio de rayos gamma del futuro, que va abrirá nuevas puertas al universo. El CTA tendrá una sede en La Palma junto a los MAGIC y otra en Chile y se comportará como un solo observatorio con dos ojos, uno en el hemisferio norte y otro en el sur, trabajando de forma conjunta.

Así se podrá detectar y estudiar fuentes de rayos gamma más débiles y distantes. “Queremos entender si todos estos fenómenos se comportan igual, obtener información de otro tipo de eventos y sobre el medio intergaláctico por el que viajan, ya que estos estallidos se producen en otras galaxias y llegan atenuados, así que nos pueden dar información sobre el lugar por el que pasan”, apunta la investigadora del IAC.

Además, hay eventos que se conocen en otras frecuencias o longitudes de onda que aún no se han podido detectar por medio de esta tecnología. "En las estrellas de neutrones que se fusionaron y dieron lugar a las ondas gravitacionales se detectaron rayos gamma, pero no la componente más energética. Nos gustaría lograrlo en ese caso y en muchos otros, como las explosiones de supernovas o las estrellas de neutrones con campos magnéticos muy fuertes… Nos queda mucho por descubrir”, asegura.

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