Apenas brilló al morir

El 26 de agosto de 2020, el telescopio espacial Fermi de la Nasa detectó un pulso de radiación de alta energía que, con una duración de solo un segundo, batió un récord: se trataba de la explosión de rayos gamma (GRB) más corta causada por la muerte de una estrella masiva jamás vista. Su estudio, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), muestra que la clasificación de estos estallidos según su duración no responde del todo a la realidad y abre nuevos escenarios en la muerte de las estrellas.

Los GRBs son los fenómenos más energéticos del universo, detectables incluso si se producen en galaxias a miles de millones de años luz. Se clasifican como cortos o largos en función de si el evento dura más de dos segundos, y su duración se asocia con su origen: los estallidos largos se producen con la muerte de estrellas masivas, mientras que los estallidos cortos se han relacionado con la fusión de dos objetos compactos, como estrellas de neutrones.

«Ya sabíamos que algunos GRBs producidos por estrellas masivas podían registrarse como GRBs cortos, pero pensábamos que se debía a las limitaciones instrumentales», señala Bin-bin Zhang, de la Universidad de Nanjing (China) y de la Universidad de Nevada (Las Vegas). «Este estallido es especial porque se trata de un GRB de corta duración, pero sus propiedades apuntan a una estrella en colapso como origen: ahora sabemos que las estrellas moribundas también pueden producir estallidos cortos».

Bautizado como GRB 200826A por la fecha en que se produjo, este estallido es objeto de dos artículos publicados en Nature Astronomy. El primero, dirigido por Zhang, explora los datos de rayos gamma. El segundo, dirigido por Tomás Ahumada, de la Universidad de Maryland y del Centro de Vuelo Espacial Goddard (NASA), describe el desvanecimiento del resplandor del GRB en múltiples longitudes de onda y la luz emergente de la explosión de supernova que le siguió.

«Creemos que este acontecimiento fue una especie de desvanecimiento, que estuvo a punto de no producirse», señala Ahumada. «Aun así, el estallido emitió catorce millones de veces la energía liberada por toda la Vía Láctea durante la misma fracción de tiempo, lo que lo convierte en uno de los GRB de corta duración más energéticos jamás vistos».

Producen GRBs cortos

Cuando una estrella con una masa mínima de ocho veces la del Sol agota el hidrógeno que le sirve de combustible, su núcleo colapsa y se forma un agujero negro. A medida que la materia se arremolina en torno al agujero negro, parte de ella escapa a través de dos potentes chorros que se precipitan hacia el exterior casi a la velocidad de la luz en direcciones opuestas. Cada chorro perfora la estrella, produciendo una señal de rayos gamma que puede durar hasta varios minutos, mientras el chorro se aleja e interactúa con el gas circundante. Tras el estallido, la envoltura de la estrella se expande rápidamente en forma de supernova. Solo se detecta un GRB cuando uno de estos chorros apunta casi directamente hacia la Tierra.

Los grupos que firman los dos artículos proponen distintos escenarios para explicar este extraño estallido. Por ejemplo, el GRB 200826A pudo ser impulsado por chorros que apenas salieron de la estrella antes de apagarse, en lugar del caso más típico en el que los chorros emergen de la estrella y recorren grandes distancias produciendo un estallido de larga duración.

«Incluso, este estallido podría pertenecer a una clase de GRBs cortos que impliquen nuevos escenarios, como la fusión de una estrella normal y una de neutrones, o burbujas magnéticas inducidas por la rotación diferencial (distintas velocidades de rotación del ecuador y los polos de una estrella) como mecanismo de producción de emisiones de rayos gamma».