Los científicos descubren la línea de rayos gamma de mayor energía del universo

Un grupo de investigación dirigido por el Instituto de Física de Altas Energías (IHEP) de la Academia China de Ciencias (CAS) informa el descubrimiento de una línea de rayos gamma de hasta 37 millones de electrón-voltios a partir de un estallido de rayos gamma extremadamente brillante, que representa la línea espectral de energía más alta emitida por objetos celestes en el universo.

Además, el grupo descubrió que la línea de rayos gamma evoluciona como una función de ley de potencia del tiempo, lo que proporciona pistas fundamentales para desvelar el misterio de la línea. El estudio fue publicado en Ciencia China Física, Mecánica y Astronomía.

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 estrellas de neutrones y agujeros negros.

Este descubrimiento se realizó en el llamado GRB más brillante de todos los tiempos, denominado 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.

Investigadores del IHEP, los Observatorios de Yunnan de CAS, la Universidad Normal de Hebei y la Universidad Normal de Guizhou han formado un equipo de colaboración y han ejecutado un análisis exhaustivo de los datos de observación de dos monitores espaciales de rayos gamma llamados GECAM-C y Fermi/GBM.

GECAM-C proporcionó una medición precisa del espectro de la banda de baja energía de este GRB, mientras que Fermi/GBM cubrió la banda de alta energía donde apareció la línea de rayos gamma.

En particular, este estallido es tan brillante (demasiados fotones de rayos gamma en un corto período de tiempo) que el detector Fermi/GBM sufrió pérdida de datos durante la parte brillante del estallido, lo que hace muy difícil el análisis confiable de los datos.

Afortunadamente, GECAM-C no experimentó tal problema gracias al diseño específico del instrumento; por lo tanto, los datos de GECAM-C se utilizaron para corregir los datos de Fermi/GBM.

Después de un análisis muy complejo de los datos, los efectos instrumentales y el modelado de fondo, los investigadores lograron derivar espectros confiables de este GRB e identificaron 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 electrón-voltios detectada durante la parte brillante del estallido.

Curiosamente, descubrieron que la energía de la línea varía en función de la ley de potencias del tiempo, mientras que la relación entre el ancho de la línea y la energía de la línea permanece casi constante. Estas características proporcionaron una prueba sólida de la realidad y el origen de GRB de estas líneas de rayos gamma.

Los descubrimientos de este estudio arrojan nueva luz sobre la física de los GRB y sus chorros relativistas.