El brillante resplandor de un poderoso estallido de rayos gamma (GRB) ha permitido a los astrónomos estudiar el entorno de formación estelar de una galaxia lejana, dando como resultado la primera detección de gas molecular en una galaxia que alberga un GRB. Los investigadores están logrando una visión dentro de una activa guardería estelar en una galaxia tan alejada que parece que sucedió hace 11 500 millones de años.
GRB 080607 es el primer estallido de rayos gamma en mostrar moléculas en el brillo de su espectro. Esto ofrece una primera visión en la región de formación estelar de una galaxia en los inicios del universo.
“Esta observación requería un extraño y excepcionalmente brillante evento para permitirnos estudiar el frágil entorno donde se forman las estrellas apenas 2200 millones de años tras el Big Bang. Después de corregir la extrema extinción de polvo, este es intrínsecamente el segundo resplandor de GRB más brillante hasta la fecha; Habría sido fácilmente observado con telescopios de aficionados, si no fuese por el polvo que hay por el camino”, dijo Jason X. Prochaska, profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de California en Santa Cruz.
El equipo de Prochaska presentó sus hallazgos en la reunión de esta semana de la Sociedad Astronómica Americana en Long Beach, California. Un artículo que describe los resultados ha sido aceptado para su publicación en Astrophysical Journal Letters.
Las estrellas se forman en vastas nubes de gas molecular y polvo, y los astrónomos esperaban encontrar pruebas de estas nubes moleculares en las galaxias que albergan GRBs. Hasta ahora, no obstante, los esfuerzos por detectar gas molecular en el espectro del resplandor de GRB habían sido infructuosos. Las nuevas observaciones de Prochaska y sus coautores indican que la formación estelar en los inicios del universo tuvo lugar en entornos similares a las regiones de formación estelar de la Vía Láctea.
El estudio se centró en un estallido de rayo gamma de “larga duración” conocido como GRB 080607. Este tipo de estallido se cree que tiene lugar cuando una estrella masiva colapsa para formar un agujero negro. El estallido inicial de rayos gamma de alta energía fue seguido por un resplandor de radiación que se apagaba lentamente a lo largo de todo el espectro de longitudes de onda.
“Sospechamos que eventos anteriores como 080607 fueron demasiado débiles para ser observados en la Tierra”, dijo el coautor Yaron Sheffer de la Universidad de Toledo. “Muchos de los llamados estallidos oscuros, sin resplandor visible, probablemente marcan el entorno polvoriento casi extinguido de las jóvenes regiones de formación estelar”.
El satélite Swift de la NASA detectó los estallidos de rayos gamma y comenzó las observaciones de rayos-X, mientras que alertaba a los astrónomos y disparaba las observaciones automáticas de telescopios terrestres tales como el Telescopio de Imagen Automática Katzman del Observatorio Lick. Los miembro del equipo Joshua Bloom, Daniel Perley, y Adam Miller de la UC en Berkeley comenzaron a usar el Telescopio Keck I en el Observatorio W. M. Keck en Hawai e iniciaron observaciones espectroscópicas de 15 minutos usando el Espectrógrafo de Imagen de Baja Resolución (LRIS).
El espectro resultante del resplandor óptico arrojó información sobre el polvo, gas y metales en el medio interestelar a través del cual pasaba la luz en su camino desde la galaxia madre. Además de ser la primera detección clara de gases moleculares (tanto hidrógeno como monóxido de carbono), el espectro indicó una composición metálica comparable a la del Sol (para los astrónomos, “metales” son elementos más pesados que el hidrógeno y helio).
El espectro también tiene muchas características que los investigadores nunca han visto antes, dijo Prochaska. Además de cientos de líneas de absorción estándar correspondientes a transiciones conocidas de distintos elementos, el espectro muestra muchas líneas de absorción que los investigadores aún tienen que identificar.
“Este es seguramente el espectro más fascinante en el que he trabajado”, dijo Prochaska. “Casi la mitad de las características permanecen como un misterio, y es posible que nadie las haya detectado anteriormente, ya sea en experimentos de laboratorio controlados o en espectros de nuestra galaxia o de otras”.
También hay más hidrógeno en este espectro que a lo largo de cualquier camino a través de la Vía Láctea, añade. “Esto sigue siendo un misterio”, dijo Prochaska. “Por ahora, no sabemos mucho sobre la galaxia que albergó la explosión, pero las pruebas sugieren que ha sido prodigiosa en términos de formación estelar”.
El estallido y su resplandor fueron observados en junio, y el equipo no logró obtener imágenes de la galaxia madre antes dado que se movió a una posición del cielo donde no podía observarse. En enero, los investigadores fotografiarán la galaxia para conectar sus hallazgos sobre las regiones de formación estelar con sus propiedades globales.
Además de Prochaska, Sheffer, Perley, Miller, y Bloom, los coautores incluyen a Laura Lopez de la UC Santa Cruz; Miroslava Dessauges-Zavadsky del Observatorio de Ginebra en Suiza; Hsiao-Wen Chen de la Universidad de Chicago; y Alex Filippenko, Mo Ganeshalingam, Weidong Li, y Dan Starr de la UC Berkeley.
La investigación estuvo patrocinada por la Fundación Nacional de Ciencia, la NASA y la Fundación TABASGO.
Autor: Tim Stephens
Fecha Original: 6 de enero de 2009
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Vía Ciencia Kanija
Imagen actualizada por la USNO
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