Un poderoso destello de luz proveniente de una galaxia a poco más de 1.000 millones de años luz de distancia de la Tierra está alterando nuestra comprensión de las explosiones más poderosas del Universo: el estallido de rayos gamma parece ser el resultado de una fusión entre dos estrellas de neutrones, que produjo un evento extremo llamado kilonova, de una variante previamente no identificada. Este fenómeno habría generado alrededor de 1.000 veces la masa de la Tierra en elementos pesados como el oro y el platino.

Un nuevo estudio publicado recientemente en la revista Nature describe un potente estallido de rayos gamma que se registró el 11 de diciembre de 2021 y se denominó GRB211211A. El equipo internacional de científicos, liderado por el Laboratorio Nacional de Los Álamos, dependiente del Departamento de Energía de los Estados Unidos, concluyó en la investigación que las intensas emisiones energéticas involucraban a una variedad de kilonova o fusión de estrellas de neutrones nunca antes vista. 

Un evento híbrido nunca antes observado

Cuando las estrellas de neutrones se fusionan, pueden producir eyecciones radiactivas que alimentan una señal de kilonova, como sucedió en este caso. El estallido de rayos gamma observado en 2021 se parecía a las emisiones de una supernova, pero resultó ser una señal de un evento híbrido no detectado previamente, directamente relacionado a una kilonova de características inusuales.

Al observar a GRB211211A, los astrónomos apuntaron sus telescopios para apreciar el resplandor que generalmente sigue a una explosión de este tipo. Sorpresivamente, descubrieron un objeto que se desvanecía demasiado rápido para ser una supernova y que producía un exceso de luz infrarroja. Esto es una firma reveladora de una kilonova, que solamente puede provenir de fusiones de estrellas de neutrones.

Luego de analizar al detalle el evento, que se produjo en una galaxia ubicada a alrededor de 1.100 millones de años luz de distancia de la Tierra, los investigadores revelaron algunos datos claves: la explosión provino de una galaxia joven que todavía estaba en proceso de formación estelar, cuando en otras observaciones similares estos fenómenos se habían registrado en galaxias muertas y sin producción de nuevas estrellas. En consecuencia, esto significa que la búsqueda de eventos de kilonova podría necesitar expandirse a una gama más amplia de tipos de galaxias.

Producción de elementos pesados en el cosmos

Además, las fusiones de estrellas de neutrones son responsables de la producción de enormes cantidades de elementos pesados, como el oro y el platino. El modelo realizado por los científicos en torno a las emisiones de GRB211211A indica que la explosión forjó aproximadamente 1.000 veces la masa de la Tierra en elementos pesados, o sea aquellos que están más allá del hierro en la tabla periódica.

Según una nota de prensa, GRB211211A estaría relacionado con un evento híbrido, teorizado pero previamente no observado, que produce una kilonova y emite un estallido de rayos gamma de larga duración al mismo tiempo. Hasta hoy, los investigadores suponían que los estallidos más largos deberían provenir de una supernova, o sea la explosión de una estrella en su fase terminal que libera enormes cantidades de energía, mientras que las emisiones de corta duración estaban ligadas a una kilonova. 

Junto a la increíble cantidad de oro, platino y otros metales pesados que podrían generar este tipo de fenómenos híbridos nunca observados anteriormente, su detección rompe además con la idea estándar de los estallidos de rayos gamma. Ahora, ya no es posible suponer que todos los estallidos de corta duración provienen de fusiones de estrellas de neutrones, mientras que los más largos son generados por supernovas. 

De esa forma, los hallazgos confirman que los estallidos de rayos gamma son mucho más difíciles de clasificar y que se requiere revisar algunas de las supuestas certezas sobre su naturaleza. Al mismo tiempo, las características del fenómeno observado pueden arrojar luz sobre la producción de elementos pesados en todo el Universo.

Referencia

A nearby long gamma-ray burst from a merger of compact objects. E. Troja et al. Nature (2022). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-022-05327-3