El puzzle de las explosiones de rayos gamma

Octavi López Coronado / 11-04-2008

¿Qué estaba haciendo el lector la noche del 23 de enero de 1999? Si por casualidad estaba observando el cielo con unos buenos prismáticos, quizá vio aparecer de repente una débil estrella de magnitud 9 para desaparecer al cabo de menos de un minuto. En ese caso, se trató de una observación muy afortunada: el objeto más lejano jamás observado por un ser humano con la simple ayuda de unos prismáticos. Ese astro estaba a 10.000 millones de años luz de nosotros y, en caso de verlo, el lector fue probablemente testigo de la muerte de una estrella supermasiva que acababa sus últimos instantes engulléndose a sí misma para formar un agujero negro, dejando que sus capas más externas explotasen en forma de supernova, y enviando un chorro de rayos gamma de una energía inmensa apuntando directa y precisamente hacia la Tierra.

Los rayos gamma son invisibles, pero las fenomenales explosiones o llamaradas de rayos gamma (Gamma Ray Bursts, GRB) que los científicos observan desde hace años de manera aleatoria en el cielo, a menudo van acompañadas de emisiones de luz visible. En el caso de la explosión del 23 de enero de 1999 la emisión visible fue la más brillante de la historia, aunque se trata de una historia con un comienzo relativamente reciente.

Las primeras observaciones de este tipo de explosiones tuvieron lugar a partir de los años 60 por un conjunto de satélites estadounidenses cuya misión era detectar la radiación gamma procedente de posibles ensayos nucleares de la URSS en el espacio. Pero detectaban flashes de radiación que procedían de direcciones totalmente aleatorias y que nada podían tener que ver con ensayos nucleares. Estas observaciones se desclasificaron e hicieron públicas en 1973, y con ellas nació el estudio de los GRB.

Desde entonces se han detectado miles de ellos, pero su origen ha sido un completo enigma hasta hace bien poco. ¿Qué fenómeno físico los producía?. ¿Dónde sucedían?, ¿cerca del Sistema Solar, en los confines de nuestra propia galaxia, o quizá fuera de ella?

A partir de las observaciones de 1991 del satélite BATSE (Burst and Transient Source Explorer) se dedujo que las explosiones suceden mucho más allá de nuestra galaxia. Y fue gracias a las observaciones del telescopio de rayos X a bordo del satélite BEPPO-SAX, en funcionamiento desde 1997, que los astrónomos los pudieron describir como fenómenos muy lejanos con una liberación de energía inimaginable. Cada explosión aparecía asociada a alguna galaxia muy lejana.

Hoy en día, con los nuevos satélites Swift e Integral, se detectan un par de GRB cada semana. Ya son rutina. Se sabe que la distancia media de estas explosiones es de unos ocho mil millones de años luz. El GRB más distante jamás observado, en septiembre de 2005, se hallaba a 12.300 millones de años luz, casi en el mismísimo confín del Universo. En una galaxia ocurre uno cada 100.000 años en promedio. Los hay tan breves que apenas duran unos segundos. Y otros de larga duración que llegan a brillar durante algunos minutos.

Los más breves son, probablemente, fruto de la fusión de dos estrellas de neutrones que orbitaban una alrededor de la otra. Los que duran unos minutos son, según el modelo más aceptado, el fruto de la muerte de una estrella supermasiva, con una masa unas 30 veces mayor que la del Sol, que se engulle a sí misma formando un agujero negro. Se trata de un proceso en el que, hasta ahora, se pensaba que el fenómeno más brutal que se producía era la aparición de una supernova. Pero en algunos casos, a la fenomenal explosión de la supernova le sigue una emisión de energía en forma de chorro de rayos gamma equivalente a convertir toda la masa de nuestro Sol en energía, siguiendo la famosa fórmula E=mc2. Los GRB le han robado a las supernovas el privilegio de ser el fenómeno más energético del Universo después del Big Bang.

Pero cuando todo empezaba a encajar en el puzzle apareció una anomalía. Una pieza que todavía no ha encontrado su hueco. Fue en la madrugada del 25 de enero de 2007. Se trataba de una inmensa explosión de rayos gamma de larga duración procedente del vacío más absoluto, a 9.400 millones de años luz de nosotros. No hay nada en su entorno. Ni una galaxia, ni una supernova, ni siquiera algo de gas que absorba parte de la radiación. Algo absolutamente asombroso. La galaxia más cercana se encuentra a 88.000 años luz del lugar de la explosión.

Si los GRB de larga duración son el fruto de la muerte de una estrella supermasiva, ¿qué hacía una estrella como ella en un lugar tan inhóspito como ese? Quizá se originó en alguna galaxia y fue vagando por el espacio, algo que ocurre con un buen número de estrellas. Pero esto ocurre con estrellas de menos masa. La vida de las estrellas supermasivas es muy corta y no le hubiese dado tiempo de llegar tan y tan lejos en su deriva.

Quizá se formó allí mismo, en un espacio aparentemente vacío pero que pudo estar lleno de gas en otro tiempo, fruto de las colas de marea que se pueden formar entre dos galaxias en colisión. Para comprobarlo habrá que esperar a que el Telescopio Espacial Hubble tome alguna imagen de la zona con suficiente sensibilidad como para observar si realmente hay alguna cola de gas en el entorno.

Es el proceso científico en su más pura esencia. Explicar esa anomalía puede suponer la confirmación del paradigma actual o, si se vuelve tozuda e irreductible, un cambio de paradigma que podría afectar profundamente nuestros conocimientos sobre la vida de las estrellas.

Comentarios (7)

Compartir:

Multimedia

El autor

Octavi López Coronado es Doctor en Física y divulgador científico. Actualmente trabaja como técnico de Comunicación Científica en el Área de Comunicación de la Universitat Autònoma de Barcelona.

Ver todos los artículos de Octavi López Coronado

Glosario

  • Estrella
  • Agujero negro
  • Supernova
  • Rayos gamma
  • Sistema Solar
  • Galaxias
  • Telescopio
  • Rayos X
  • Estrella de neutrones o púlsar
  • Vacío