Explosiones cósmicas reforzadas por un fulgor caliente

Aparecido en Nature News.

(la traducción es infame, lo advierto)

La sensibilidad del satélite Fermi revela la física de la generación de los rayos gamma. 

Desde su lanzamiento en 2008! El telescopio espacial Fermi ha registrado cientos de explosiones de rayos gamma (GRBs, destellos de luz, que durante unos pocos segundos o minutos, son los objetos mas brillantes del universo. Y ahora el telescopio esta arrojando datos que empiezan a explicar los mecanismos que liberan estos chorros de luz, los cuales se piensa que emanan desde los polos de estrellas en rotación cuando colapsan en un agujero negro y explotan como supernovas. 

El 7 de mayo, en el encuentro de la conferencia del Fermi/Swift GRBS en Múnich, Alemania, miembros del equipo Fermi mostraron pruebas de que los rayos gamma no estaban siendo generados a través de los mecanismos comúnmente referidos de radiación sincrotrón, donde los electrones emiten luz al ser acelerados en ondas de choque que surgen de la explosión en espiral. En lugar de eso la luz proviene de un lugar aparentemente más obvio: se originan en emisiones termales en la superficie de la bola de fuego. Exactamente como la luz amarilla del sol emana de su fotosfera (la región superficial donde se origina la luz que externamente percibimos), así también los GRB surgen como emisiones termales desde la superficie de una bola de fuego que se expande a la velocidad de la luz. 

"Es un gran salto paradigmático porque todos pensaban durante 20 años en la radiación sincrotrón", dice Jochen Greiner, un astrónomo del Instituto Máximo Plank para la Física Extra Terrestre, en Garching, Alemania, y uno de los líderes del equipo encargado de la monitor ilación de los GRB del Fermi.

 

La razón de que el mecanismo de radiación sincrotrón mantuviera esa influencia es porque nada más parecía ser capar de crear los amplios espetros GRB que antes habían detectado los satélites. El espectro de un estallido individual se presenta en muchas formas y tamaños, pero tomados juntos, parece que hay una forma diferente: una ley de aumento de energía a bajas frecuencias y después otras ley de decrecimiento de energía ya que la intensidad de la luz decae a altas frecuencias. La radiación sincrotrón parecía una buena primera aproximación. "Esa es la maldición del campo -que este modelo ha ajustado tan bien" , dice Felix Ryde, un astrónomo de rayos gamma del Royal Institute of Technology en Estocolmo.

Pero en el encuentro GRB, Sylvain Guiriec, un miembro del equipo Fermi en el Goddard Spaceflight Center en Greenbelt, Maryland, dijo que dentro del caché de datos del Fermi había encontrado alrededor de una docena de GRBs que eran los suficientemente brillantes como para ser desmenuzados en espectro de alta resolución. Y en el medio de cada uno de esos espectros, Guiriec dice, hay un pequeño montecito en la parte superior de los amplios brazos de la ley de energía -el signo de la emisión termal (ver Hot spots).

Este campo también ha sido reforzado por un importante avance teórico. Durante muchos años, la potencial contribución de na fotosfera térmicamente emisora de una bola de fuego expandiéndose fue descartada porque se asumió que tendría la estrecha forma espectral de un cuerpo negro perfecto, como el de un estático y esférico cuerpo como el sol, y muy improbablemente la amplia forma de los espectros GRB. Pero Hyde destaca el cono de rápido movimiento de un GRB no es, decididamente, ni suave ni estático.  Él dice que los cálculos teóricos recientes muestran como las emisiones termales pueden contar para el aumento del espectro global GRB, incluso si la amplia forma inicialmente favoreciera la idea de emisión sincrotrón.

Davide Lazzati, un teórico de la Universidad del Estado de Carolina del Norte, en Raleigh, dice que todavía habrá lugar para la contribución de la radiación sincrotrón al flujo total de rayos gamma, particularmente a bajas frecuencias. Y a altas frecuencias, Lazzati apelaría a un mecanismo conjunto de emisión diferente: la dispersión Compton inversa, donde los electrones energéticos golpean a los fotones y los elevan a mayores energías. Pero al menos, dice, el campo ha superado su largo tiempo mantenido dogma y está empezando a vislumbrar los diferentes ingredientes que tomar parte en la formación de las explosiones de rayos gamma. "Es como un caldo variado", dice.