Nuevas explosiones de rayos gamma ayudan a reconstruir la historia del universo temprano

La comunidad científica internacional continúa ampliando el conocimiento sobre algunos de los fenómenos más extremos del universo tras la detección de nuevas explosiones de rayos gamma (GRB, por sus siglas en inglés) provenientes de galaxias ubicadas a miles de millones de años luz de la Tierra. Los eventos fueron registrados gracias a una red de observatorios espaciales y terrestres que trabajan de manera coordinada para identificar y estudiar estas emisiones de altísima energía.

Los estallidos fueron detectados inicialmente por instrumentos especializados en rayos gamma y posteriormente observados en otras longitudes de onda mediante telescopios ópticos, infrarrojos, de rayos X y radio, permitiendo reconstruir con mayor precisión el origen y la evolución de cada fenómeno.

¿Qué son las explosiones de rayos gamma?

Las explosiones de rayos gamma son los eventos electromagnéticos más energéticos conocidos en el universo. En apenas unos segundos pueden liberar tanta energía como la que el Sol emitirá durante toda su vida, estimada en aproximadamente 10.000 millones de años.

Estos fenómenos suelen clasificarse en dos grandes categorías:

• GRB largos: duran más de dos segundos y generalmente se producen cuando una estrella muy masiva agota su combustible, colapsa sobre sí misma y forma un agujero negro.
• GRB cortos: duran menos de dos segundos y normalmente están asociados con la colisión entre dos estrellas de neutrones o entre una estrella de neutrones y un agujero negro.

Aunque los rayos gamma representan la forma más energética de la luz, la atmósfera terrestre bloquea esta radiación, razón por la cual su estudio depende principalmente de satélites espaciales.

Una red internacional de observatorios

Las detecciones recientes fueron posibles gracias al trabajo coordinado de múltiples misiones internacionales.

Entre ellas destacan:

• Fermi Gamma-ray Space Telescope
• Swift Observatory
• CALET Gamma-ray Burst Monitor (CGBM)
• Insight-HXMT
• diversos observatorios ópticos y radiotelescopios distribuidos alrededor del planeta.

Cuando uno de estos instrumentos detecta una explosión, emite una alerta automática a la comunidad científica mediante la Gamma-ray Coordinates Network (GCN), permitiendo que decenas de telescopios comiencen observaciones apenas segundos o minutos después del descubrimiento.

Nuevos eventos registrados

Durante los últimos meses se registraron varios nuevos eventos de rayos gamma, entre ellos GRB 260415A y GRB 260415B, detectados por el monitor CGBM de la misión japonesa CALET.

Los análisis preliminares muestran que ambos presentaron estructuras complejas en sus curvas de luz, con múltiples picos de emisión y duraciones que oscilaron entre varias decenas de segundos y casi dos minutos, características compatibles con explosiones de larga duración asociadas al colapso de estrellas masivas.

Después de la detección inicial, numerosos telescopios continuaron el seguimiento del denominado «afterglow» o resplandor posterior, fundamental para identificar la galaxia anfitriona y estimar la distancia del fenómeno.

Ventanas hacia el universo primitivo

Una de las razones por las que estos descubrimientos generan tanto interés es que muchas explosiones de rayos gamma provienen de galaxias extremadamente lejanas.

Debido a que la luz tarda miles de millones de años en llegar hasta la Tierra, observar estos eventos equivale a mirar el universo tal como era cuando aún era muy joven.

Esto permite investigar:

• la formación de las primeras estrellas;
• la evolución de las galaxias;
• la producción de elementos pesados;
• la historia de la expansión del universo.

Los GRB funcionan, en cierto modo, como faros cósmicos que iluminan regiones extremadamente distantes del espacio profundo.

Más allá de los rayos gamma

Actualmente la astronomía moderna se basa en la denominada astronomía multimensajero, una estrategia que combina información obtenida mediante:

• rayos gamma;
• rayos X;
• luz visible;
• ondas de radio;
• neutrinos;
• ondas gravitacionales.

El ejemplo más conocido ocurrió en 2017, cuando una colisión de estrellas de neutrones fue observada simultáneamente mediante ondas gravitacionales y un estallido corto de rayos gamma, confirmando la relación entre ambos fenómenos.

Desde entonces, cada nueva detección aporta información para comprender mejor cómo nacen los agujeros negros y cómo se producen algunos de los elementos químicos más pesados presentes en el universo.

Nuevas tecnologías aceleran las observaciones

La rapidez con la que hoy pueden estudiarse estos eventos representa uno de los mayores avances de la astronomía contemporánea.

Nuevos sistemas automatizados permiten que telescopios terrestres comiencen observaciones apenas unos minutos después de recibir una alerta desde el espacio, aumentando considerablemente la cantidad de datos recopilados durante las primeras etapas del fenómeno.

Recientemente, investigadores del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian demostraron un sistema de respuesta rápida capaz de observar un GRB pocos minutos después de su detección inicial, obteniendo algunas de las primeras observaciones submilimétricas jamás registradas para este tipo de explosiones.

El futuro de la astronomía de alta energía

En los próximos años entrarán en funcionamiento nuevos instrumentos diseñados específicamente para estudiar fenómenos extremos del universo.

Uno de los proyectos más ambiciosos es el Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), cuya infraestructura permitirá observar rayos gamma de muy alta energía con una sensibilidad sin precedentes. Sus instalaciones, distribuidas entre Chile y las Islas Canarias, prometen ampliar significativamente el catálogo de explosiones y otras fuentes cósmicas de alta energía.

Los científicos esperan que estas futuras observaciones permitan responder preguntas aún abiertas sobre la formación de agujeros negros, el comportamiento de las estrellas más masivas y los mecanismos físicos responsables de las explosiones más brillantes del universo.