18 de diciembre de 2007

Disparo en la sombra intergaláctico perturba a los astrónomos

Imagen: B. Cenko, et al./W. M. Keck Obs.

Un equipo de astrónomos ha descubierto una explosión cósmica que parece haber llegado desde el medio de la nada, a miles de años luz de la más cercana colección de estrellas, gas y polvo del tamaño de una galaxia. Este "tiro en la sombra" es sorprendente porque el tipo de explosión, una erupción de rayos gamma (GRB) de larga duración, se piensa que es alimentada por la muerte de una estrella masiva.

"Aquí tenemos esta erupción muy brillante, y sin embargo está rodeada por la oscuridad por todos los lados", dice Brad Cenko del Instituto Tecnológico de California (Caltech), Pasadena, California, autor principal del artículo del equipo que ha sido aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal. "La galaxia más cercana está a más de 88000 años luz de distancia, y casi no existe gas situado entre la explosión y la Tierra."

La explosión fue detectada el 25 de enero del 2007, por varias naves espaciales de la Red Interplanetaria. Las observaciones del satélite de la NASA Swift indican que la explosión, denominada GRB 070125 por la fecha de su detección, proviene de una región del cielo en la constelación de Gemini. Fue una de las más brillantes erupciones del año, y el equipo del Caltech y de la Universidad del Estado de Pennsylvania (Penn State) se movió rápidamente para observar la ubicación de la explosión con telescopios basados en la Tierra.

El equipo usó el telescopio robótico de 60 pulgadas del Observatorio de Palomar en California, y los astrónomos descubrieron que la explosión tenía un brillo remanente de rápido desvanecimiento en luz visible. Esto los llevó a observar en detalle con dos de los telescopios más grandes del mundo, el telescopio de 8 metros Gemini Norte y el telescopio de 10 metros Keck I, ambos cerca de la cumbre del volcán Mauna Kea, en Hawai.

Lo que vino después fue una sorpresa total. Contrariamente a la experiencia con más de un centenar de GRB anteriores, los espectros de Gemini no revelaron signos de gas denso y polvo absorbiendo la luz del brillo remanente. Un rastro de magnesio reveló que la explosión tuvo lugar hace más de 9,4 millones de años, como se deduce por el cambio en la longitud de onda de la luz del brillo remanente, y que el gas y el polvo circundantes es más tenue que el ambiente en torno a cualquier erupción anterior.

Con el fin de definir el ambiente que podría producir una explosión tan singular, el grupo obtuvo imágenes con el Keck de la ubicación de GRB 070125 mucho tiempo después que su luz había desaparecido. Sorprendentemente, las imágenes resultantes no mostraron ninguna galaxia en este lugar. "Una imagen del Keck podría haber puesto de manifiesto una galaxia muy pequeña y tenue a esa distancia", dice el coautor Derek Fox de Penn State.

Los astrónomos han acumulado una gran cantidad de pruebas de que las GRB se activan a causa de la explosión provocada por la muerte de estrellas masivas, que viven una vida muy corta. Debido a la corta duración de sus vidas, las estrellas masivas no tienen tiempo para vagar lejos de sus lugares de origen, por lo general, densas nubes de gas y polvo de tamaño respetable dentro de las galaxias. Así que GRB 070125 plantea la desconcertante pregunta de cómo una estrella masiva se encuentran tan lejos de alguna galaxia.

"Las grandes estrellas viven rápido y mueren jóvenes, sin mucho tiempo para moverse", dice Fox. "Por lo tanto, si esta estrella masiva murió lejos de una galaxia, la pregunta clave es, ¿cómo hizo para nacer?" La formación de estrellas masivas requiere igualmente agregaciones masivas de gas y polvo, que normalmente se encuentran en las galaxias brillantes.

Una posibilidad es que la estrella se formó en las afueras de una galaxia que interactúa, como se ha visto en la famosa imagen del telescopio espacial Hubble de la galaxia "Renacuajo" (por Tadpole, en inglés), UGC 10214. "En el Universo local, cerca del uno por ciento de la formación estelar sucede en las colas de marea, en las afueras de dos galaxias en interacción", dice Cenko. "Por lo tanto, podría incluso tener sentido encontrar un uno por ciento de las erupciones de rayos gama, en esos ambientes".

Si esta idea es correcta, debería ser posible detectar la cola de marea donde se aloja GRB 070125, en una larga exposición con el telescopio espacial Hubble. "Eso es definitivamente nuestro próximo desafío ", dice Cenko.

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.nasa.gov/