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La energía más alta jamás vista es estudiada por el telescopio espacial Hubble

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Los estallidos de rayos gamma son las explosiones más poderosas del Universo. Emiten la mayor parte de su energía en rayos gamma, luz que es mucho más energética que la luz visible a nuestros ojos.

En enero de 2019, una extremadamente brillante y larga ráfaga de rayos gamma (GRB=gamma ray burst) fue detectada por una serie de telescopios; entre ellos los telescopios Swift y Fermi de la NASA, y los principales telescopios de Imagen Gamma Atmosférica Cherenkov (MAGIC).

Conocida como GRB 190114C, parte de la luz detectada tenía la energía más alta jamás observada: 1Tera electrón-voltio (TeV) – aproximadamente un billón de veces más energía por fotón que la luz visible.

Alta energía

Durante mucho tiempo los científicos han estado tratando de observar una emisión de energía tan alta de los GRB, por lo que esta detección está considera como un hito en la astrofísica de alta energía.

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Observaciones anteriores revelaron que para lograr esta energía, el material debe ser emitido por una estrella en colapso al 99.999% de la velocidad de la luz.

Este material es entonces forzado a través del gas que rodea a la estrella, causando un choque que crea el estallido de rayos gamma en sí mismo.

Con este estallido en particular, los científicos han observado por primera vez rayos gamma extremadamente energéticos.

Varios observatorios terrestres y espaciales se han propuesto estudiar el proyecto GRB 190114C.

A los astrónomos europeos se les proporcionó tiempo de observación con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA, para observar la ráfaga de rayos gamma, para estudiar su entorno y para averiguar cómo se produce esta emisión extrema[1].

 

Las observaciones del Hubble sugieren que este estallido en particular estaba en un ambiente muy denso, justo en el centro de una galaxia brillante a 5.000 millones de años luz de distancia”,

explicó uno de los autores principales, Andrew Levan, del Departamento de Astro-física del Instituto de Matemáticas, Astro-física y Física de Partículas de la Universidad de Radboud, en los Países Bajos.

“Esto es realmente inusual, y sugiere que podría ser la razón por la que produjo esta luz excepcionalmente poderosa”.

Hubble

Los astrónomos usaron el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA, junto con el Telescopio Muy Grande del Observatorio Europeo Austral y el Atacama Large Milimeter/submilimeter Array (ALMA); para estudiar la galaxia anfitriona de este GRB.

La Cámara de Campo Ancho 3 del Hubble fue instrumental en el estudio de si las propiedades ambientales del sistema anfitrión, el cual está compuesto por un par cercano de galaxias interactuando, podrían haber contribuido a la producción de estos fotones de muy alta energía.

El GRB ocurrió dentro de la región nuclear de una galaxia masiva, una ubicación que es bastante única. Esto es indicativo de un ambiente más denso que aquel en el que típicamente se observan los GRB y podría haber sido crucial para la generación de los fotones de muy alta energía que se observaron.

“Los científicos han estado tratando de observar la emisión de muy alta energía de los estallidos de rayos gamma durante mucho tiempo”,

explicó el autor principal Antonio de Ugarte Postigo, del Instituto de Astrofísica de Andalucía, en España.

“Esta nueva observación es un paso vital en nuestra comprensión de los estallidos de rayos gamma; su entorno inmediato, y cómo se comporta la materia cuando se mueve al 99.999% de la velocidad de la luz.

[1] Las observaciones del telescopio espacial Hubble involucradas en este resultado se obtuvieron de los programas de tiempo discrecional del director 15684 y 15708 (PI: Levan). El documento que describe estas observaciones aparecerá el 20 de noviembre de 2019 en la revista Nature. Un artículo adicional que detalla un análisis de la galaxia que alberga el GRB aparecerá en la revista Astronomy and Astrophysics.
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