Por primera vez y gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), investigadores japoneses han permitido establecer de forma directa cuáles son las proporciones de gas molecular y polvo que se encuentran en una galaxia que alberga estallidos de rayos gamma (GRB), las explosiones más grandes que tienen lugar en el Universo. Sorprendidos, los investigadores han comprobado que hay menos gas del esperado y, proporcionalmente, mucho más polvo, haciendo que algunos GRB aparezcan como “GRB oscuros”. Este trabajo aparece en la revista Nature hoy 12 de junio de 2014 y es el primer resultado científico de ALMA en torno a los GRB, mostrando el potencial del conjunto de antenas para ayudarnos a comprender mejor cómo se comportan estos objetos.
Los estallidos de rayos gamma (GRBs por sus siglas en inglés, Gamma-Ray Bursts) son intensas explosiones de altísima energía observadas en galaxias distantes, el fenómeno explosivo más brillante del Universo. Los que duran más de un par de segundos son conocidos como estallidos de rayos gamma de larga duración (LGRBs, de long-duration gamma-ray bursts) y se asocian con las explosiones de supernova, potentes detonaciones que tienen lugar al final de la vida de las estrellas masivas.
Ilustración del entorno que rodea al GRB 020819B, basado en observaciones de ALMA. Crédito: NAOJEn cuestión de segundos, un estallido típico libera tanta energía como la que habrá liberado el Sol a lo largo de sus diez mil millones de años de vida. La propia explosión suele estar seguida de una emisión que va apagándose poco a poco, conocida como luminiscencia residual, que se cree tiene su origen en las colisiones entre el material expulsado y el gas circundante.
Sin embargo, misteriosamente, algunos estallidos de rayos gamma parecen no tener ninguna luminiscencia residual y son denominados estallidos oscuros. Una posible explicación es que las nubes de polvo absorben la radiación de la luminiscencia residual. En los últimos años, los científicos han estado trabajando para comprender mejor cómo se forma un GRB estudiando sus galaxias anfitrionas. Dentro de estas galaxias, los astrónomos esperaban encontrar estrellas masivas progenitoras de los GRB en regiones activas de formación estelar, que podrían estar rodeadas por una gran cantidad de gas molecular, el combustible para la formación de estrellas. Sin embargo, no había ningún resultado observacional para respaldar esta teoría, dejando la incógnita sin respuesta durante mucho tiempo.
Un equipo nipón, encabezado por Bunyo Hatsukade, profesor asistente del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en Chile, observó a GRB 020819B y GRB 020819B, dos galaxias que presentan estallidos de rayos gamma situadas a 4300 millones y 6900 millones de años-luz, respectivamente. Nunca se habían detectado emisiones de radio en este tipo de galaxias antes, y esta hazaña solo fue posible aprovechando la sensibilidad única de ALMA.
Kotaro Khono, profesor de la Universidad de Tokio y miembro del equipo de investigación, afirma: “Llevábamos más de diez años buscando gas molecular en galaxias con estallidos de rayos gamma, usando varios telescopios alrededor del mundo. Gracias a un arduo trabajo, por fin hicimos un gran hallazgo valiéndonos de la sensibilidad inigualable de ALMA. Estamos muy contentos con nuestros logros”. La sensibilidad proporcionada por ALMA para esta observación fue cerca de cinco veces superior a la de cualquier otro telescopio usado en investigaciones anteriores, pese a que la observación durara tan solo 47 minutos y se usaran apenas 27 antenas (menos de la mitad del número total disponible actualmente). Los resultados de estas observaciones pusieron en evidencia la capacidad revolucionaria de ALMA incluso en condiciones limitadas.
Otro logro notable, hecho posible gracias a la alta resolución de ALMA, fue descubrir la distribución del gas molecular y el polvo en galaxias GRB. Observaciones de GRB 020819B revelaron un entorno extraordinariamente rico en polvo, mientras que, cerca del centro de la galaxia anfitriona, se encontraba gas molecular. Es la primera vez que se ha revelado dicha distribución en galaxias GRB.
Fuente: ALMA
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