En octubre de 2022, los estudios que monitoreaban los cielos en busca de explosiones en el espacio comenzaron a funcionar como una rana en un calcetín .

¿La razón? Algo a 2.400 millones de años luz de distancia escupió el mayor estallido de radiación gamma jamás registrado. El evento, GRB 221009A, registró un récord de 18 teraelectronvoltios y fue tan poderoso que sacudió la atmósfera exterior de la Tierra .

Más tarde determinamos que el evento, apodado el BOAT (por el más brillante de todos los tiempos), era el nacimiento de un agujero negro a partir de la muerte violenta de una estrella masiva.

Ahora, un nuevo análisis de la luz en evolución ha revelado las complejidades de esta explosión y ha descubierto que, a pesar de toda su furia de rayos gamma, el BOAT era en realidad sorprendentemente normal, algo que no esperábamos.

“No es más brillante que las supernovas anteriores”, dice el astrofísico Peter Blanchard de la Universidad Northwestern de Estados Unidos.

“Parece bastante normal en el contexto de otras supernovas asociadas con estallidos de rayos gamma (GRB) menos energéticos. Se podría esperar que la misma estrella en colapso que produce un GRB muy energético y brillante también produzca una supernova muy energética y brillante. Pero Resulta que ese no es el caso. Tenemos este GRB extremadamente luminoso, sino una supernova normal”.

Los estallidos de rayos gamma son las explosiones más poderosas vistas en el cosmos. Son, como su nombre indica, explosiones de radiación gamma –la luz más energética del Universo– que pueden estallar en 10 segundos con tanta energía como la que emitirá el Sol en 10 mil millones de años.

Conocemos al menos dos eventos importantes que pueden crear un GRB: la formación de un agujero negro cuando una estrella masiva se convierte en supernova, o la hipernova que acompaña a la fusión de dos estrellas de neutrones .

También se cree que los tipos de novas que producen estallidos de rayos gamma son responsables de la producción de elementos pesados ​​en el Universo. La cuestión es que los elementos pesados ​​simplemente no existían hasta que las estrellas los crearon.

Las estrellas se forman principalmente a partir del gas hidrógeno que abunda en el Universo, pero rompen los núcleos atómicos en sus núcleos para crear elementos más pesados. Esto alcanza su punto máximo en el hierro, porque la fusión de átomos de hierro absorbe más energía de la que genera.

Sin embargo, elementos más pesados ​​que el hierro pueden formarse en la violenta agonía de una explosión cósmica gigante. ¡Y lo hemos visto! A raíz de las colisiones de estrellas de neutrones , los científicos han detectado elementos demasiado pesados ​​para formarse mediante la fusión del núcleo .

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Visualización artística de GRB 221009A que muestra chorros en erupción de un agujero negro recién formado. ( Aaron M. Geller/Northwestern/CIERA/IT Research Computing and Data Services )

Pero hay muchas cosas que no sabemos. Si podemos delimitar qué explosiones tienen más probabilidades de producir estos elementos, tendremos una nueva herramienta para comprender no sólo cómo produce cosas el Universo, sino también qué tan comunes son tales explosiones.

Entonces, naturalmente, Blanchard y sus colegas querían echar un vistazo a GRB 221009A para ver si había firmas de elementos pesados ​​en la luz que emitía.

Pero tuvieron que esperar. La explosión fue tan brillante que esencialmente cegó a nuestros instrumentos .

“El GRB era tan brillante que oscureció cualquier firma potencial de supernova en las primeras semanas y meses después de la explosión”, explica Blanchard .

“En esos momentos, el llamado resplandor del GRB era como los faros de un automóvil que se acercan directamente a ti, impidiendo que veas el automóvil en sí. Así que tuvimos que esperar a que se desvaneciera significativamente para darnos la oportunidad de viendo la supernova.”

No fue hasta unos seis meses después de que vimos la explosión por primera vez que los investigadores pudieron utilizar el telescopio espacial James Webb para observar la luz en longitudes de onda infrarrojas. Así pudieron determinar que la propia supernova era relativamente normal. La razón por la que era tan brillante probablemente fue porque el chorro del estallido de rayos gamma estaba dirigido directamente a la Tierra.

Luego, los investigadores combinaron los datos del JWST con observaciones de radio del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array para buscar rangos de longitud de onda específicos consistentes con la presencia de elementos pesados. Sin embargo, aunque encontraron cosas como calcio y oxígeno, que son bastante estándar en las supernovas, no hubo señales de producción de elementos pesados.

Ahora, la velocidad a la que se fusionan las estrellas de neutrones no es suficiente para generar la cantidad de material pesado que vemos en el Universo. Se esperaba que las explosiones gigantes como GRB 221009A contribuyeran, pero la falta de elementos pesados ​​sugiere que estábamos equivocados al respecto.

Por lo tanto, debemos buscar otras fuentes potenciales para ver si podemos identificar al culpable, dicen los investigadores.

“No vimos firmas de estos elementos pesados, lo que sugiere que los GRB extremadamente energéticos como el BOAT no producen estos elementos”, dice Blanchard .

“Eso no significa que no todos los GRB los produzcan, pero es una información clave a medida que continuamos entendiendo de dónde provienen estos elementos pesados. Las observaciones futuras con JWST determinarán si los primos ‘normales’ del BOAT producen estos elementos. “

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