Chorros fuera de eje explican estallido de rayos gamma

Simulaciones creadas por un grupo de astrónomos sugieren que los rayos gamma que acompañaron una fusión de estrellas de neutrones, detectada en 2017, provienen de un estallido de corta duración visto en un ángulo de 30°.Durante décadas, la comunidad astronómica ha debatido sobre el origen de uno de los eventos más energéticos en el Universo: los estallidos cortos de rayos gamma (short GRB en idioma Ingles) procedentes de galaxias distantes.

El misterio parecía haberse resuelto en 2017 cuando se detectaron los rayos gamma acompañando una fusión de estrellas de neutrones detectada ese año (por cierto que también se trata de la detección de ondas gravitacionales llamada GW170817). Sin embargo, la señal energética era inusualmente débil para un GRB corto. Ademas, el brillo del estallido, en frecuencias que van desde los rayos X hasta ondas de radio, se incrementó de manera extraña en las semanas siguientes a la fusión.

Usando modelos por computadora, Davide Lazzati, de la Universidad Estatal de Oregon en Corvallis, y sus colegas, muestran que la observación de 2017 es consistente con un GRB corto normal, pero cuyo chorro de material energético salió en ángulo desviado varios grados con respecto a nosotros.

Cuando las estrellas de neutrones colisionan, mucho del material resultante se reúne en chorros estrechos a lo largo del eje de rotación del par y se disipan a velocidades relativistas, cercanas a la velocidad de la luz. Lazzati y colaboradores realizaron simulaciones hidrodinámicas de estos chorros o jets para calcular cómo la luz que emerge evoluciona con el tiempo, variando parámetros como la densidad del gas circundante y el ángulo de visión.

Los astrónomos encontraron que el jet simulado, visto a unos 30°, coincide mejor con todas las observaciones. El chorro tiene un núcleo estrecho y relativista rodeado por escombros de material con movimiento más lento. De acuerdo con las simulaciones, la luminosidad reducida en el momento de la fusión se debe al ángulo de visión fuera de eje, mientras que el aumento de lo observado en las semanas posteriores se debe a diferentes partes del chorro que se ven en diferentes momentos.

Si bien estos resultados sugieren que las fusiones de estrellas de neutrones pueden ser el origen de los GRB cortos, más detecciones ayudarán a fortalecer esta conclusión. El equipo estima que una de cada 20 fusiones apuntará sus jets directamente a la Tierra, lo que nos brindará una visión sin obstáculos de un GRB corto más típico.

Con información del sitio APS Physics

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