Investigadores de la Universidad Northwestern tienen una explicación para la extraña señal de rayos gamma inusualmente larga y potente detectada en 2021 que los astrónomos calificaron en su día como “imposible”. La señal, conocida como GRB 211211A —que fue emitida desde una galaxia a unos 1.130 millones de años luz de distancia y duró 51 segundos—no habría sido provocada por el colapso de una estrella masivas como se había sugerido en 2022 sino por algo completamente diferente.
Sus hallazgos sobre GRB 211211A —encontrados de manera fortuita— indican que el origen de esta señal fue algo completamente diferente a lo que imaginaban anteriormente, algo que desafía las convenciones científicas actuales y apunta a la necesidad de reconsiderar algunos aspectos claves de la física de este tipo de letales explosiones cósmicas capaces de asolar sistemas planetarios enteros a años luz de distancia.
El equipo de científicos, liderado por Ore Gottlieb y Danat Issa, estaba realizando simulaciones numéricas avanzadas para ver la evolución de una fusión entre un agujero negro y una estrella de neutrones cuando se dieron cuenta de que los datos resultantes eran similares a lo observado en GRB 211211A.
Una simulación titánica
Issa apunta que «es muy difícil capturar la evolución de estas fusiones durante un lapso de varios segundos utilizando simulaciones en supercomputadoras», pero finalmente lograron identificar qué pasaba estaba pasando, como se puede mostrar en la visualización bajo estas líneas.
Las simulaciones revelaron que, después de la fusión, se forma un disco que expulsa vientos masivos, como si el agujero negro eruptase después de una pantagruélica cena de fin de año. Según los resultados de estas simulaciones, recientemente publicadas en The Astrophysical Journal Letters, todo apunta que el origen de GRB 211211A sea una fusión de un agujero negro y una estrella de neutrones.
Clave para entender lo “imposible”
Gottlieb afirma que la importancia de este descubrimiento es clave para entender cómo se generan los chorros que antes se consideraban imposibles: «Hasta ahora, nadie había desarrollado trabajos numéricos o simulaciones que siguieran consistentemente un chorro desde la fusión del objeto compacto hasta la formación del chorro y su evolución a gran escala».
Este avance proporciona una nueva perspectiva sobre la naturaleza y la física de los agujeros negros, sus campos magnéticos y los discos de acreción responsables de estas explosiones.
Según Gottlieb, Issa y su equipo, las propiedades del disco de acreción formado inmediatamente después de la absorción de la estrella de neutrones influyen en la generación de estos chorros. Dependiendo de la fuerza del campo magnético del disco, los chorros pueden variar en duración e intensidad. Esa variabilidad explica, aseguran, por qué GRB 211211A fue un fenómeno extrañamente tan prolongado en comparación con otros estallidos de rayos gamma previamente observados.
El disco de acrección
En su simulación se puede ver cómo los campos magnéticos afectan la formación y la duración de los chorros emitidos tras la fusión. Los investigadores descubrieron que un campo magnético más débil en el disco de acreción puede resultar en un chorro más prolongado y menos intenso, lo que coincide con las características observadas en GRB 211211A. Sin embargo, sus datos apuntan a que un campo magnético fuerte podría conducir a un chorro más corto y brillante.
Esta distinción es crucial para entender la diversidad de los estallidos de rayos gamma, afirma Gottlieb: «Los campos magnéticos más débiles producen chorros más débiles que el agujero negro recién formado puede sostener durante más tiempo».
El equipo asegura que el estudio no solo proporciona una explicación para los estallidos largos de rayos gamma, sino que también sugiere la necesidad de reconsiderar aspectos fundamentales de la astrofísica, como las relaciones de masa binaria o los giros de baja velocidad de los agujeros negros y su relación en el lanzamiento de estas mortíferas explosiones de rayos gamma.
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