GRB 110328A: Estrella absorbida por un agujero negro

Los observatorios espaciales de la NASA Swift, Hubble y Chandra unieron sus fuerzas para estudiar una de las explosiones cósmicas más desconcertantes jamás observada. Desde finales de marzo, la radiación de alta energía continúa apareciendo y desapareciendo en su ubicación. Los astrónomos dicen que nunca habían visto antes algo tan brillante, duradero y variable antes. Por lo general, las explosiones de rayos gamma marcan la destrucción de una estrella masiva, pero las emisiones asociadas a estos eventos nunca dura más de unas pocas horas.
Aunque la investigación está en curso, los astrónomos dicen que esta explosión inusual probablemente surgió cuando una estrella vagaba demasiado cerca del agujero negro central de su galaxia. Las intensas fuerzas de marea rompieron la estrella, y el gas siguió precipitándose hacia el agujero. Según este modelo, el agujero negro giratorio formó un chorro de emanación a lo largo de su eje de rotación. Una poderosa explosión de rayos X y gama es vista si esta reacción apunta en nuestra dirección.
El 28 de marzo, el Telescopio Swift descubrió la fuente de la explosión en la constelación de Draco, cuando estalló la primera de una serie de poderosas explosiones de rayos-X. El satélite determinó la posición de la explosión, ahora catalogado como estallido de rayos gamma (GRB) 110328A, y se informó a astrónomos de todo el mundo.

Este gráfico muestra los cambios de brillo registrado por el telescopio Swift de la emisión de rayos X GRB 110328A. Crédito: NASA / Swift / Penn State / J. Kennea.

Como decenas de telescopios volvieron a estudiar el terreno, los astrónomos rápidamente dieron cuenta de que una pequeña galaxia distante apareció muy cerca de la posición de Swift. Una imagen profunda tomada por el Hubble el 4 de abril señala la fuente de la explosión en el centro de esta galaxia, que se encuentra a 3.800 millones de años luz de distancia.
Ese mismo día, los astrónomos emplearon el telescopio de rayos X Chandra de la NASA para realizar una exposición de cuatro horas de duración de la fuente de la explosión. La imagen, que sitúa el objeto de forma diez veces más precisa que Swift, demuestra que se encuentra en el centro de la galaxia reflejada por el Hubble.
"Sabemos de objetos en nuestra galaxia que pueden producir ráfagas repetidas, pero son miles de millones de veces menos potentes que las explosiones que estamos viendo ahora. Esto es realmente extraordinario", dijo Andrew Fruchter, del Space Telescope Science Institute en Baltimore .
Esta es una imagen de luz visible de la galaxia anfitriona GRB 110328A (flecha) tomada el 4 de abril por el Gran Telescopio Espacial Hubble Field Camera 3. La galaxia esta a 3,8 millones de años luz de distancia. Crédito: NASA / ESA / A. Fruchter (STScI).

"Hemos estado esperando ansiosamente la observación de Hubble", dijo Neil Gehrels, científico principal de Swift en el Goddard Space Flight Center en Greenbelt. "El hecho de que la explosión ocurriera en el centro de una galaxia nos dice que lo más probable es que esté asociada a un agujero negro masivo. Esto resuelve una cuestión clave sobre el misterioso suceso".
La mayoría de las galaxias, incluida la nuestra, contiene el centro de un agujero negro con millones de veces la masa del Sol, aunque los de las galaxias más grandes pueden ser mil veces más grande. La estrella destruida, probablemente sucumbió a un agujero negro menos masivo que la Vía Láctea, que tiene una masa cuatro millones de veces la de nuestro Sol.
Los astrónomos ya han detectado estrellas devoradas por un agujero negro supermasivo, pero ninguno ha mostrado el brillo de rayos-X y la variabilidad vista en el caso GRB 110328A. La fuente ha aparecido varias veces. Desde el 3 de abril, por ejemplo, se ha iluminado más de cinco veces.
Los científicos creen que los rayos X puede venir de la materia en movimiento a casi la velocidad de la luz en un chorro de partículas que se forma cuando el gas de la estrella cae hacia el agujero negro.
Este aumento de brillo, que se llama radiante relativista, se produce cuando la materia en movimiento que se mueve a la velocidad de la luz se ve casi de frente. Los astrónomos planean más observaciones del Hubble para ver si el brillo de la galaxia central cambia.
Fuente: Europa Press
Imagen captada por el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA, en una exposición de cuatro horas del GRB 110328A el 4 de abril 2011. El centro de la fuente de rayos X corresponde con el centro de la galaxia captada por el Hubble (cruz roja). Crédito: NASA / CXC / Warwick / A. Levan

Quantum opina:
El centro de esta imagen contiene una extraordinaria explosión de rayos gamma (GRB), denominada GRB 110328A. Esta observación de Chandra (telescopio) confirma la asociación del GRB 110328A con el núcleo de una galaxia distante, y muestra que se trata de un caso excepcional de larga vida y gran luminosidad en comparación con otros GRBs.
La cruz roja (en el centro de la imagen de arriba) muestra la posición de una galaxia débil - situado cerca de 3.8 millones de años luz de la Tierra - observado con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el telescopio Gemini Norte en Tierra. Teniendo en cuenta los errores experimentales, la posición de la galaxia es indistinguible de la de la fuente de rayos X, indicandonos que la fuente se encuentra cerca del centro de la galaxia. Esto es consistente con la idea, sugerida por algunos astrónomos, de que una estrella fue destrozada por un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia. Esta idea difiere con la interpretación habitual de un GRB.
Cabe destacar que esta "interrupción de marea" pudo haber sido capturada en tiempo real, en lugar de ser detectada a partir del análisis de observaciones de archivo. Sin embargo, esta fuente de rayos X es aproximadamente cien veces más brillante de lo que se había observado anteriormente. Una posible explicación de esta radiación es que los restos de la estrella destruida cayeran hacia el agujero negro girando como en un disco, generando intensos campos electromagnéticos, los cuales crearon un poderoso chorro de partículas.