Estallido largo pero corto de rayos gamma

No tomó más de cincuenta segundos poner todo patas arriba. ¿cometa? GRB 211211A, un estallido de luz de alta energía que ocurrió aproximadamente a mil millones de años luz de distancia, está relativamente cerca de tales eventos. Fue descubierta el 11 de diciembre de 2021 por el telescopio espacial RápidoEn virtud de su duración, este estallido electromagnético entra en la categoría de estallidos largos de rayos gamma, a diferencia de los estallidos cortos que duran menos de dos segundos. Tras su descubrimiento, Eleonora Troja, de la Universidad de Roma Tor Vergata, y sus colegas, así como otros equipos, realizaron análisis en profundidad del estallido de rayos gamma. Y su resultado es inesperado, por decir lo menos: ¡GRB 211211A puede ser largo, pero tiene todas las características de una ráfaga corta!

Cuando se forma un agujero negro, se emiten chorros de materia muy estrechos y muy rápidos a lo largo de su eje de rotación. «Una vez que estos chorros se encuentran a una buena distancia del agujero negro, su energía se transforma en una radiación breve y muy intensa. Se trata de un estallido de rayos gamma real», explica Frédéric Daigne, investigador del Instituto Astrofísico de París. un estallido de rayos gamma más largo o más corto depende del evento que condujo a la formación del agujero negro. Si el agujero negro fue causado por la explosión de una gran supernova, entonces el estallido de rayos gamma es largo. Por otro lado, si se formó después de la fusión de dos estrellas de neutrones, entonces la erupción es breve. » Dado que GRB 211211A es un estallido largo, se espera que provenga del colapso de una estrella masiva. Pero todo indica que, sin embargo, como resultado de la fusión de dos estrellas de neutrones…

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La primera evidencia de esto proviene del sitio de la explosión, que se detectó en el borde de una galaxia. Sin embargo, las estrellas masivas solo viven unos pocos millones de años, que es un período muy corto a escala galáctica. Por lo tanto, esperamos encontrar tales objetos en regiones de formación estelar dentro de las galaxias. Por el contrario, los pares de estrellas de neutrones pueden vivir cientos de millones de años antes de fusionarse, por lo que tienen tiempo para migrar fuera de su galaxia anfitriona.

El espectro del estallido de rayos gamma de GRB 211211A es el testimonio más claro de su origen. Hay un aumento de luminosidad en el infrarrojo típico de una llamada «kilonova». En el momento de la fusión de las estrellas de neutrones, además de las que formarán el agujero negro y el disco de acreción, parte de la materia es expulsada instantáneamente. «Hay muchos núcleos pesados ​​y neutrones muy calientes que son expulsados ​​a una velocidad muy alta”, explica Frédéric Diagne. Estas condiciones conducen a un proceso de rápida captura de neutrones por parte de los núcleos y a la formación de elementos muy pesados. » La radiación, asociada a la radiactividad de los elementos recién sintetizados, es más intensa en el infrarrojo: es una kilonova. «Así que esta es una firma muy clara de fusiones de estrellas de neutrones».

Pero entonces, ¿cómo explicamos la explosión de GRB 211211A? Jun Yang de la Universidad de Nanjing, China, y sus colegas plantearon la hipótesis de que antes de que se formara un agujero negro, las fusiones de estrellas de neutrones dieron lugar a una magnetar (una estrella de neutrones con un campo magnético muy intenso), lo que permitió una emisión de chorro más prolongada y, por lo tanto, una duración más prolongada. estallido de rayos gamma. «Pero es demasiado pronto para concluir y se propondrán otras hipótesis en los próximos meses», subraya Frédéric Diagne. Su desarrollo seguramente conducirá a un salto en nuestra comprensión de los sistemas binarios.

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