Brote de Rayos Gamma
Un brote de rayos gamma, o GRB, está bien descrito por su nombre. Primero se detectan como explosiones superluminosas de radiación intensa en las longitudes de onda de los rayos gamma, que son más energéticos que los rayos X. Los brotes a veces duran solo unos segundos, hasta unas pocas horas. El brote es seguido por una luminiscencia residual en longitudes de onda cada vez más largas y menos energéticas. La luminiscencia residual normalmente se pueden detectar durante unos días a una semana antes de que se vuelvan demasiado tenues. Se cree que los GRB son causados por una supernova, cuando una estrella de gran masa implosiona para formar una estrella neutrónica o un agujero negro. La implosión forma estrechos chorros de materia y radiación a alta velocidad. Cuando uno apunta hacia la Tierra, podemos detectarlo como un GRB, incluso aunque la explosión tuvo lugar a miles de millones de años luz de distancia en una galaxia distante.
GRB 161023A
La curva de luz de GRB 161023A alcanza su punto máximo muy rápidamente y se desvanece lentamente. Desde el momento en que se detectó por primera vez el brote hasta su brillo máximo, transcurren solo unos 4 minutos, durante los cuales aumenta su brillo de una magnitud de 16,5 a 13, aproximadamente un factor de 300. Durante los siguientes 5 días, la explosión se atenúa lentamente hasta una magnitud de aproximadamente 23, unos diez mil veces más débil que su más brillante.
El aumento de brillo ocurre tan rápido en un brote de rayos gamma que las curvas de luz generalmente se trazan de esta manera, utilizando el logaritmo del tiempo desde la detección, que distribuye los muchos puntos de datos observados al principio del brote a medida que evoluciona rápidamente.
Se tomó un espectro del GRB solo unas pocas horas después de que se notó por primera vez el brote, pero ya se había desvanecido de una magnitud de 13 a 17,5, oscureciéndose en un factor de aproximadamente 60 en solo unas pocas horas.
La forma general del espectro es suave y es más brillante en el azul, oscureciéndose hacia el extremo rojo. Pero una serie de fuertes líneas de absorción de átomos ionizados afectan el espectro. Estos son causados por el gas en la galaxia distante que alberga el GRB. La línea más profunda en el extremo azul del espectro es del hidrógeno en la galaxia hogar. También hay muchas caídas en el espectro causadas por la absorción de silicio, oxígeno, carbono, hierro y otros elementos. No todas estas líneas se originan en la galaxia anfitriona con un corrimiento al rojo de 2,7; algunas de ellas provienen de otros gases en otras galaxias entre el GRB y la Tierra.
Por el espectro GRB, sabemos que tuvo lugar en una galaxia con un corrimiento al rojo de 2,7. Usando parámetros bien conocidos para la expansión del Big Bang del universo, sabemos que el GRB en realidad ocurrió hace 11 mil millones de años, y la luz llegó a la Tierra en 2016. También vemos las firmas de varias galaxias intermedias a través de las cuales la luz pasó en su camino aquí. El más cercano está a solo 8 mil millones de años luz de la Tierra. Debido a que cambian tan rápidamente, muchas personas en todo el mundo ayudan a observar estos fascinantes GRB. La curva de luz y el espectro que se muestran aquí fueron proporcionados y publicados por Antonio de Ugarte Postigo et al. 2018, Astronomy & Astrophysics, 620, A119 (enlace).