Los astrónomos han rastreado una poderosa explosión de radiación llamada explosión de rayos gamma (GRB) hasta su origen, encontrando una colisión entre remanentes estelares extremos llamados estrellas de neutrones dentro de galaxias en colisión. Esto podría revelar más sobre estas extraordinarias colisiones, que se cree que son los únicos eventos en el universo capaces de generar elementos pesados como el oro y la plata que llevamos en los dedos y alrededor del cuello.
El GRB, designado GRB 230906A, fue detectado el 23 de septiembre de 2023 por una serie de telescopios espaciales de la NASA, incluido el Observatorio de rayos X Chandra, el Telescopio espacial de rayos gamma Fermi, el Observatorio Neil Gehrels Swift y el Telescopio espacial Hubble. GRB 230906A fue rastreado hasta una fusión de estrellas de neutrones dentro de una pequeña galaxia que a su vez está incrustada en un río de gas de 600.000 años luz de largo, o aproximadamente seis veces más que el ancho de toda nuestra galaxia.
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“Encontrar una colisión de estrellas de neutrones donde la encontramos cambia las reglas del juego”, dijo en un comunicado la líder del equipo de descubrimiento, Simone Dichiara, de la Universidad Penn State. “Puede ser la clave para resolver no una, sino dos cuestiones importantes en astrofísica”.
El primer enigma al que se refiere Dichiara, que podría resolverse mediante una fusión de estrellas de neutrones en una ubicación sin precedentes, es el hecho de que cuando los astrónomos rastrean los GRB hasta sus puntos de origen, a menudo parecen ocurrir lejos de densos núcleos galácticos donde las colisiones deberían ser más comunes, y a veces lejos de las galaxias por completo.
El otro enigma se relaciona con el hecho de que, aunque se cree que las colisiones de estrellas de neutrones generan los únicos entornos lo suficientemente violentos y turbulentos como para forjar elementos más pesados que el hierro, como el oro, la plata y el platino, estos elementos a menudo se detectan en estrellas que se encuentran lejos de los centros galácticos y que deberían haberse formado antes de que fuera posible enriquecerse con elementos tan pesados.
‘Una colisión dentro de una colisión’
Esta colisión de estrellas de neutrones fue detectada inicialmente a través de GRB 230906A por Fermi, y luego los astrónomos identificaron con precisión la ubicación donde se produjo la fusión utilizando Chandra, Swift y Hubble.
“La localización precisa de rayos X de Chandra hizo posible este estudio”, dijo el miembro del equipo Brendan O’Connor, de la Universidad Carnegie Mellon. “Sin él, no podríamos haber vinculado la explosión a ninguna fuente específica. Y una vez que Chandra nos dijo exactamente dónde mirar, la extraordinaria sensibilidad del Hubble reveló la pequeña y extremadamente débil galaxia en esa posición. Sólo pudimos hacer este descubrimiento después de juntar todas las piezas”.
Se cree que la corriente de gas dentro de la cual el equipo descubrió la galaxia donde se originó esta fusión se creó cuando un grupo de galaxias colisionó hace cientos de millones de años. Este evento arrancó gas y polvo de estas galaxias, formando una corriente de gas y dejándolas a la deriva en el espacio intergaláctico.
“Encontramos una colisión dentro de una colisión”, dijo Eleonora Troja, miembro del equipo de la Universidad de Roma en Italia. “La colisión de galaxias desencadenó una ola de formación estelar que, a lo largo de cientos de millones de años, condujo al nacimiento y eventual colisión de estas estrellas de neutrones”.
El descubrimiento sugiere que algunos GRB parecen originarse más allá de los límites de las galaxias porque sus puntos de origen son en realidad galaxias pequeñas que son demasiado débiles para ser vistas.
En cuanto al enriquecimiento de elementos pesados de las estrellas que habitan lejos del centro galáctico, el equipo teoriza que fusiones de estrellas de neutrones altamente explosivas como la que lanzó GRB 230906A no sólo podrían forjar tales elementos sino que también podrían dispersarlos hasta el borde mismo de las galaxias.
La investigación del equipo aparecerá en Astrophysical Journal Letters.