Un trio de supernovas con brotes de rayos gamma asociados

Imagen de GRB130831A tomada con el Liverpool Telescope situado en el observatorio del Roque de los Muchachos. La posición de la explosión estelar está indicada en el centro de la imagen, aproximadamente a 4.900 millones de años-luz.

Imagen de GRB130831A tomada con el Liverpool Telescope situado en el observatorio del Roque de los Muchachos. La posición de la explosión estelar está indicada en el centro de la imagen, aproximadamente a 4.900 millones de años-luz.

Un consorcio internacional, en el que participan la UPV/EHU, Ikerbasque y CSIC, ha publicado en un solo artículo un compendio de los datos obtenidos tras el estudio simultáneo de tres supernovas y de sus correspondientes brotes de rayos gamma (Gamma-Ray Bursts o GRB, en sus siglas inglés), lo que ha permitido constatar estadísticamente que las supernovas asociadas a GRB emiten mayores cantidades de níquel con respecto a las que no tienen asociado un GRB. En este trabajo de investigación han participado investigadores de 19 países y se han empleado 13 telescopios distribuidos por todo el mundo. Los resultados obtenidos se han publicado en Astronomy & Astrophysics.

Los brotes de rayos gamma o GRB son unos breves e intensos destellos de radiación gamma que ocurren aleatoriamente en el cielo con un ritmo de tres al día aproximadamente. Desde el año 2003 los astrofísicos creen que al menos una gran parte de estos fogonazos de rayos gamma están relacionados con las supernovas; sin embargo, no todas las supernovas emitirían rayos-gamma.

La muestra estudiada por este consorcio internacional está compuesta por tres GRBs y sus respectivas supernovas. Cabe destacar que la calidad de los datos obtenidos en una de las supernovas ha permitido conocer propiedades de la estrella de neutrones que se formó en la explosión. En concreto, se pudo estimar que la estrella de neutrones se comporta como una peonza gigante de varios kilómetros de radio con un alto periodo de rotación (12 mili segundos) y un intenso campo magnético (100 billones de Gauss, siendo el campo magnético de la Tierra en su superficie del orden de medio Gauss).

El estudio de la asociación de un GRB con una supernova requiere de un gran esfuerzo internacional, ya que es necesario que telescopios de diversos observatorios monitoricen continuamente la evolución del brillo durante meses. Esto explica que después de once años de la primera asociación GRB-supernova solo se hayan publicado en la literatura internacional contadísimos casos. Este novedoso estudio presenta en una sola publicación un compendio de tres GRBs asociados a tres supernovas, lo que supone un salto cualitativo y cuantitativo en el número de supernovas que se han relacionado con los GRBs. La UPV/EHU ha tenido la suerte de participar por primera vez en uno de esos grandes consorcios internacionales.

Desde hace décadas es bien conocido por los astrofísicos que las estrellas nacen, se desarrollan y mueren de diversas formas. Han sido muchos los estudios que se han realizado en este campo y que ayudan a entender los mecanismos por los cuales las estrellas concluyen sus vidas. Así, se sabe que las estrellas “pequeñas” (con masas inferiores a 9 veces la masa del Sol aproximadamente) acaban plácidamente sus vidas, extinguiéndose lentamente, tras una fase de expansión y pérdida de masa, en la misma forma que un metal incandescente va enfriándose. El Sol pertenece a este tipo de estrellas, que puede vivir un largo periodo de tiempo (hasta aproximadamente 10.000 millones de años) antes de extinguirse definitivamente. Las estrellas “masivas” (con masas superiores a 10 masas solares aproximadamente) sufren sin embargo vidas mucho más agitadas. Tras una corta vida de aproximadamente 30 millones de años (a lo sumo), estas estrellas de gran masa explotan violentamente en forma de supernova.

Una supernova es simplemente el resultado de una compleja explosión que ocurre cuando la estrella agota su combustible nuclear. Está bien establecido por los astrofísicos que en el interior de dichas explosiones se origina un objeto central de altísima densidad. El objeto central remanente de la explosión puede consistir en una estrella de neutrones o en un agujero negro, dependiendo de la masa de la estrella. La densidad de estos objetos es tan alta que equivale a concentrar en un grano de arena toda la masa de un avión comercial.

Referencia:

Z. Cano et al (2014) A trio of gamma-ray burst supernovae:. GRB 120729A, GRB 130215A/SN 2013ez, and GRB 130831A/SN 2013fu Astronomy & Astrophysics DOI: 10.1051/0004-6361/201423920

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

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