Científicos chinos descubren la línea de rayos gamma de mayor energía del universo

Ilustración de la observación del estallido de rayos gamma más brillante jamás realizado (GRB 221009A) por GECAM-C y Fermi/GBM, que condujo al descubrimiento de una línea de rayos gamma de hasta 37 MeV. Este trabajo fue publicado como artículo de portada en Science China Physics, Mechanics & Astronomy.

Científicos chinos del Instituto de Física de Altas Energías (IHEP) de la Academia China de Ciencias (CAS) informaron el jueves sobre su descubrimiento de una línea de rayos gamma con una energía de hasta 37 millones de electronvoltios a partir de un estallido de rayos gamma extremadamente brillante. Esto representa la línea espectral de energía más alta jamás emitida por objetos celestes en el universo, según la información del IHEP compartida con el Global Times.

Los científicos también descubrieron que la línea de rayos gamma evoluciona de acuerdo con una función de ley de potencia a lo largo del tiempo, lo que proporciona pistas cruciales para desentrañar el misterio de la línea.

El artículo fue publicado como artículo de portada en Science China Physics, Mechanics & Astronomy el jueves.

"Estos hallazgos proporcionan pistas nuevas e importantes para desentrañar los misterios de los estallidos de rayos gamma y los chorros relativistas, marcando un hito en el estudio de los estallidos de rayos gamma", dijo el autor correspondiente del artículo Xiong Shaolin al Global Times.

Los estallidos de rayos gamma (GRB) son los fenómenos de explosión más energéticos del universo, que pueden producirse por el colapso del núcleo de una estrella masiva o por la colisión de dos estrellas compactas, como las estrellas de neutrones y los agujeros negros.

Los descubrimientos mencionados anteriormente de los científicos chinos se realizaron en el llamado GRB más brillante de todos los tiempos, llamado GRB 221009A, que pertenece a la primera categoría y llegó a la Tierra el 9 de octubre de 2022, y fue observado por muchos telescopios en todo el mundo, según el IHEP.

Investigadores del IHEP de la CAS, los observatorios de Yunnan de la CAS, la Universidad Normal de Hebei y la Universidad Normal de Guizhou han formado un equipo de colaboración y han realizado un análisis exhaustivo de los datos de observación de dos monitores espaciales de rayos gamma llamados GECAM-C y Fermi/GBM. El GECAM-C, financiado por la CAS, proporcionó una medición precisa del espectro de banda de baja energía de este GRB, mientras que el Fermi/GBM cubrió la banda de alta energía donde apareció la línea de rayos gamma.

El panel superior muestra la evolución de la energía de la línea de rayos gamma en GRB 221009A, según la ley de potencias, mientras que la emisión inmediata y el resplandor se representan en el panel inferior.

En particular, este estallido es tan brillante (demasiados fotones de rayos gamma en un corto período de tiempo) que el detector Fermi/GBM sufrió una pérdida de datos durante la parte brillante del estallido, lo que dificulta mucho el análisis fiable de los datos. GECAM-C no experimentó ese problema gracias a su diseño dedicado del instrumento; por lo tanto, los datos de GECAM-C se utilizaron para corregir los datos de Fermi/GBM, señaló el IHEP.

Después de los análisis muy exigentes de los problemas de los datos, los efectos instrumentales y el modelado de fondo, el grupo de investigación logró derivar los espectros fiables del GRB e identificar además una serie de líneas de rayos gamma a lo largo del estallido, incluida la sorprendente línea de rayos gamma con energía de hasta 37 millones de electronvoltios detectada durante la parte brillante del estallido. Curiosamente, descubrieron que la energía de la línea varía en función de la ley de potencia del tiempo, mientras que la relación entre el ancho de la línea y la energía de la línea permanece casi constante. Estas características proporcionan una prueba sólida de la realidad y el origen de los GRB de estas líneas de rayos gamma. Estos descubrimientos arrojan una luz nueva y única sobre la física de los GRB y sus chorros relativistas, según el IHEP.