Una hipernova en los confines del Universo apuntala el modelo de formación de los agujeros negros

Investigación UPV/EHU

Una hipernova en los confines del Universo apuntala el modelo de formación de los agujeros negros

El 24 de octubre de 2012 observatorios de todo el mundo fueron alertados de una gigantesca explosión estelar, la GRB121024A, que había sido localizada horas antes por el satélite Swift de la NASA en la constelación del Eridano. Sin embargo, solo el Observatorio Europeo Austral, mediante su Very Large Telescope (VLT) situado en el desierto de Atacama, Chile, pudo tomar medidas polarimétricas precisas del fenómeno. Los datos obtenidos de esa explosión, que se produjo hace 10.700 millones de años, han permitido reconstruir cómo se forma un agujero negro. El trabajo, en el que ha participado el investigador Ikerbasque Javier Gorosabel, codirector de la Unidad Asociada Instituto de Astrofísica de Andalucia/CSIC-UPV/EHU, se publica en Nature.

No hay otro evento en el universo que compita en energía e intensidad con las explosiones estelares en los confines del universo, a miles de millones de años-luz, llamadas LGRBs (del inglés Long Gamma-Ray Bursts o brotes de rayos gamma largos, llamados así porque su duración es de unos 2 segundos): en un segundo un solo GRB puede emitir tanta energía como cientos de estrellas como el Sol en sus 10.000 millones de años de vida.

Desde hace ya una década los astrofísicos poseen pruebas consistentes de que los LGRB se producen por el estallido de las llamadas estrellas masivas, astros enormes con masas hasta cientos de veces mayores que la del Sol que además giran rápidamente en torno a un eje de rotación.

Como estas estrellas son masivas y giran, no explotan como una estrella normal, que lo hace de forma radial, como se desinfla, por ejemplo, un balón. La implosión de estos enormes astros produciría, según algunos modelos teóricos, una monstruosa peonza, algo parecido a lo que hace el agua en el sumidero de un lavabo, hasta finalmente formar un agujero negro. La energía desprendida por esta gigantesca explosión se emitiría en dos chorros altamente energéticos que estarían alineados con el eje de rotación de la estrella moribunda (aquí puedes descargarte un breve vídeo explicativo subtitulado en español).

Además, todas las estrellas poseen campos magnéticos. Más aun si éstas giran rápidamente, como es el caso de los LGRB. Así, durante el derrumbe interno de la estrella hacia el agujero negro central, los campos magnéticos de la estrella también se arremolinarían en torno al eje de rotación de esta. Y durante el desplome de la estrella se produciría un potente “géiser magnético” que se eyectaría desde el entorno del agujero negro que se va formando y cuyos efectos se sienten a distancias de billones de kilómetros.

Imagen de GRB121024A tomada a través de polarímetro montado en el instrumento FORS2 del VLT. El polarímetro proporciona dos imágenes por cada objeto en el campo de visión. Los objetos polarizados aparecen sensiblemente más brillantes en una banda que en otra. Los objetos no polarizados, la inmensa mayoría, muestran la misma intensidad en la banda superior e inferior. El objeto señalado por la flecha es GRB121024A el cual mostró una polarización circular del 0.6%. Imagen de Wiersema et al. 2014, Nature, DOI 10.1038/nature13237.
Imagen de GRB121024A tomada a través de polarímetro montado en el instrumento
FORS2 del VLT. El polarímetro proporciona dos imágenes por cada objeto en el campo de visión.
Los objetos polarizados aparecen sensiblemente más brillantes en una banda que en otra. Los
objetos no polarizados, la inmensa mayoría, muestran la misma intensidad en la banda superior e
inferior. El objeto señalado por la flecha es GRB121024A que mostró una polarización circular
del 0.6%. Imagen de Wiersema et al. 2014, Nature, DOI 10.1038/nature13237.

Este complejo escenario hacía prever que la luz emitida durante la explosión de la estrella debía estar polarizada circularmente. Y eso es lo que, por primera vez, los autores han detectado desde Chile: una luz polarizada circularmente que es la consecuencia directa de un agujero negro “recién” creado en los confines del Universo y que confirma el modelo teórico. Además, nunca se había detectado una polarización circular óptica en tal alto grado y nunca se había detectado en una fuente tan lejana. Todo ello hace que el GRB121024A sea un evento extraordinario.

Referencia:

Wiersema K., Covino S., Toma K., van der Horst A.J., Varela K., Min M., Greiner J., Starling R.L.C., Tanvir N.R., Wijers R.A.M.J. & et al (2014). Circular polarization in the optical afterglow of GRB 121024A, Nature, 509 (7499) 201-204. DOI:

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

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