Un estallido de luz procedente de un agujero negro recién nacido a miles de millones de años luz de distancia en el espacio y el tiempo ha golpeado la Tierra con tal poder que sacudió la atmósfera superior del planeta.

La explosión de rayos gamma GRB 221009A rompió récords cuando estalló en la oscuridad del espacio en octubre de 2022 , a unos 2.400 millones de años luz de la Tierra , y su luz ardió con hasta 18 teraelectronvoltios de energía en lo que se considera la explosión espacial más brillante jamás registrada. .

Ahora, los científicos han determinado que la explosión fue tan poderosa que provocó grandes variaciones en el campo eléctrico de la ionosfera terrestre, a una altitud de unos 500 kilómetros (310 millas).



“En este trabajo presentamos la evidencia de la variación del campo eléctrico ionosférico a unos 500 kilómetros inducida por el fuerte estallido de rayos gamma [que] ocurrió el 9 de octubre de 2022”, escribe un equipo dirigido por el astrofísico Mirko Piersanti de la Universidad de L’Aquila y el Instituto Nacional de Astrofísica de Italia.

“Usando observaciones satelitales y un nuevo modelo analítico desarrollado ad hoc, demostramos que el GRB 221009A impactó profundamente en la conductividad ionosférica de la Tierra, causando una fuerte perturbación no solo en la ionosfera inferior, sino también en la ionosfera superior ( a unos 500 kilómetros). “

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La luz hace eco del estallido de rayos gamma, producido por la luz que viaja a través de un polvo espeso a medida que avanza hacia nosotros, creando un efecto de “anillo en expansión”. ( Williams et al., arXiv, 2023 )

La radiación gamma es la parte más energética del espectro electromagnético, seguida de la radiación X. Los fotones de rayos gamma tienen entre mil millones y un billón de veces la energía de los fotones de la parte visible del espectro y son emitidos por eventos altamente energéticos como supernovas e hipernovas, así como por eventos energéticos más pequeños, como erupciones solares .

Esta radiación no es realmente motivo de preocupación en el día a día; es absorbido por la atmósfera de la Tierra antes de que pueda acercarse a la superficie. Por eso necesitamos telescopios espaciales para detectarlo. Sin embargo, lo que puede hacer es interactuar con la atmósfera a gran altura.

En raras ocasiones, los científicos han registrado rayos gamma y rayos X procedentes de estallidos de rayos gamma inusualmente potentes que interactúan con la ionosfera inferior de la Tierra.

La ionosfera es una capa relativamente gruesa de la atmósfera de la Tierra, de aproximadamente 50 a 1.000 kilómetros (de 30 a 600 millas) de altitud, que se superpone a varias otras capas atmosféricas. Se llama así porque es la parte de la atmósfera donde la radiación ultravioleta extrema y la radiación X del Sol ionizan los átomos y moléculas atmosféricos , creando un montón de electrones sueltos.

La ionosfera refleja las ondas de radio que utilizamos para la comunicación y la navegación. Cuando ocurre un evento poderoso, como una erupción solar, podemos registrar los cambios que produce en la ionosfera inferior registrando los cambios en la forma en que las ondas de radio de muy baja frecuencia se reflejan en ella.

Así fue como, casi de inmediato, los científicos pudieron observar cambios en la ionosfera inferior , a altitudes de entre 60 y 100 kilómetros, coincidiendo con la detección de GRB 221009A allá por octubre de 2022. Era tan potente, dijeron, que sus efectos eran comparables a los de una erupción solar.

El Sol está a 150 millones de kilómetros de distancia. La luz de GRB 221009A viajó 22,7 sextillones de kilómetros. Eso debería decirte algo sobre lo poderosa que fue esa explosión.

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GRB 221009A brillando intensamente entre las estrellas. ( NASA, ESA, CSA, STScI/A. Levan/Universidad Radboud/Gladys Kober )

Pero el efecto de los estallidos de rayos gamma no se ha estudiado en toda la ionosfera, por lo que Piersanti y sus colegas intentaron detectar su efecto en la parte superior de la capa. Para ello, aprovecharon datos satelitales y, por primera vez, pudieron detectar y medir variaciones del campo electromagnético a altas altitudes ionosféricas.

De hecho, los efectos fueron enormes. La explosión de rayos gamma sólo duró unos 7 minutos. El efecto registrado sobre la ionosfera persistió durante unas 10 horas. Saber esto, dicen los investigadores, puede ayudarnos a comprender y modelar mejor los efectos de explosiones distantes en la atmósfera de la Tierra y predecir lo que podría suceder si ocurriera una cerca .

“El flujo de fotones sin precedentes asociado al GRB221009A tuvo un profundo impacto en la conductividad ionosférica de la Tierra, provocando una fuerte perturbación no sólo en la ionosfera inferior, donde normalmente se observa usando antenas VLF terrestres, sino también en la ionosfera superior (en unos 500 kilómetros)”, escriben los investigadores .

“De hecho, se detectó una enorme variación del campo eléctrico ionosférico, inducida por el fuerte cambio de conductividad ionosférica, en la parte superior de la ionosfera (507 kilómetros) como consecuencia del impacto de una explosión de rayos gamma”.

Y ninguno de nosotros se dio cuenta de nada. ¿No es maravillosa nuestra pequeña burbuja atmosférica protectora

La investigación ha sido publicada en Nature Communications .

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