Han pasado décadas desde el descubrimiento del primer estallido de rayos gamma, sin embargo, algunos de sus rasgos fundamentales siguen sin estar claros. Un equipo internacional de investigadores, incluidos dos astrofísicos de la Universidad George Washington, Chryssa Kouveliotou y Alexander van der Horst, ha dado el siguiente paso para comprender los procesos físicos en el trabajo durante estos eventos con un reciente descubrimiento publicado hoy en la revista. Naturaleza.

Los investigadores observaron un estallido de rayos gamma con un resplandor que presentaba los fotones de mayor energía, un billón de veces más enérgico que la luz visible, detectado en un estallido.

"Esta emisión de energía muy alta se había predicho previamente en estudios teóricos, pero nunca antes se observó directamente", dijo el Dr. van der Horst, profesor asistente de física en GW.

"Después de más de 45 años observando GRBs, acabamos de confirmar la existencia de otro componente desconocido en sus resplandores de luz, lo que aumenta drásticamente el presupuesto total de energía de los rayos gamma", agregó el Dr. Kouveliotou, profesor de física en GW.

El 14 de enero de 2019, los investigadores detectaron una explosión etiquetada como GRB 190114C. El descubrimiento desencadenó una extensa campaña de observaciones a través del espectro electromagnético utilizando más de 20 observatorios e instrumentos en todo el mundo. Este esfuerzo de colaboración permitió a un equipo internacional reunir un nivel de información sin precedentes sobre GRB 190114C, capturando la evolución de la emisión de resplandor de rayos gamma a través de 17 órdenes de magnitud en energía.

Como parte de los esfuerzos conjuntos, el Dr. van der Horst y el Dr. Kouveliotou formaron parte de un equipo secundario responsable de rastrear la emisión de ondas de radio en el resplandor posterior de GRB 190114C. El equipo utilizó el nuevo radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica para registrar la emisión, que se encuentra en el extremo opuesto del espectro en comparación con los rayos gamma de muy alta energía.

"MeerKAT es un nuevo observatorio de radio con muy buena sensibilidad", dijo el Dr. van der Horst. "Es una gran instalación observar este tipo de evento. Nuestro equipo está llevando a cabo un programa de varios años para observar muchas más explosiones de rayos gamma y otras explosiones cósmicas en los próximos años".

GRB 190114C es único porque los investigadores pudieron observar fotones con energías de teraelectronvoltio (TeV) por primera vez en su emisión de resplandor posterior. Usando los telescopios de colaboración MAGIC en La Palma, España, los investigadores notaron que esta emisión de fotones de TeV era 100 veces más intensa que la fuente estable más brillante conocida en las energías de TeV, la Nebulosa del Cangrejo. Sin embargo, como se esperaba, esta emisión de energía muy alta se desvaneció rápidamente en aproximadamente media hora después del inicio del evento, mientras que la emisión de resplandor residual en otras partes del espectro persistió durante mucho más tiempo.

Los investigadores notaron que la forma del espectro observado de luz de resplandor posterior era indicativo de un proceso de emisión llamado emisión inversa de Compton. Este evento respalda la posibilidad de que la emisión inversa de Compton se produzca comúnmente en explosiones de rayos gamma.

"MAGIC, el detector de fotones de TeV en La Palma, España, abrió una nueva ventana para la investigación sobre explosiones de rayos gamma", dijo el Dr. Kouveliotou. "Esperamos comprender su física y la verdadera liberación de energía en explosiones de rayos gamma con más detecciones en el futuro".

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Materiales proporcionados por Universidad George Washington. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.