revista de divulgación del Instituto de Astrofísica de Andalucía

El Moby Dick de...

GRB 101225A, el Christmas burst

Cuando te dedicas a las explosiones de estrellas nunca sabes cuándo te tocará. Cada día muere una estrella en algún rincón del universo y no le interesa el día o la hora a la que sus mensajeros –los fotones– llegarán, miles de millones de años después, a esta roca llamada Tierra. Y como nunca sabes el día ni la hora, necesitas unos planes de observación muy flexibles y ampliamente distribuidos a lo largo de esta roca. Y, si el evento resulta ser extraordinario, todo el mundo quiere abordarlo y no todo el mundo es colaborador tuyo. El campo de las explosiones estelares puede resultar muy estresante a veces.
Las estrellas mueren de maneras diferentes. Nuestro sol es demasiado pequeño para terminar de forma muy espectacular. Estrellas con más de ocho masas solares mueren en explosiones muy intensas, las “supernovas”, y dejan como resto una estrella de neutrones o un agujero negro. Algunas incluso pueden producir una explosión de rayos gamma (gamma-ray burst, o GRB): mientras la estrella explota produce dos chorros de material ultrarelativista y emite rayos gamma, que al interaccionar con el material alrededor de la estrella genera el afterglow, un destello en todo el rango de ondas electromagnéticas (desde rayos X a radio) que es pura radiación sincrotrón, producida por campos magnéticos fuertes. 
2010, 25 de diciembre, mi cumpleaños. Llevaba trabajando en Granada solo tres meses y estaba en Alemania por vacaciones. Cuando abrí mi correo volviendo de la cena descubrí que el universo me había regalado un GRB con el dato de mi cumpleaños (los GRBs se designan según la fecha de descubrimiento). En ese momento no sabía que este GRB iba a ser uno de los “gordos”, los interesantes, y hasta hoy es el único que tiene un nombre propio, el Christmas Burst.
La misma noche obtuvimos datos con el telescopio de 1,23m del Observatorio de Calar Alto (CAHA) y del Liverpool Telescope, liderado por nuestro querido compañero Javier Gorosabel. Seguimos el afterglow un par de días hasta que llegó mi novio y compañero Antonio de Ugarte y nos fuimos a esquiar a los Alpes. Sin internet, pero el GRB no se me salía de la cabeza. De vuelta decidimos obtener más datos de este GRB, que presentaba varias peculiaridades. Su afterglow no era emisión sincrotrón, y a Antonio se le ocurrió la gran idea de que la emisión se parecía a la de un “cuerpo negro”. Pero ¿qué era? ¿un GRB o no? Exploramos todas, realmente todas las posibilidades. No llegamos a explicar este GRX, como lo llamé, pero aprendí mucho de campos muy diversos. Trabajé día y noche liderando una colaboración que se extendía desde Corea del Sur hasta California. Antonio analizaba los datos en secreto porque sus colegas en Copenhague habían decidido ser competidores. De igual modo, mi último jefe en Italia y buen colaborador tenía “una idea” y decidió sacar una tercera publicación. Fue un poco un juego de gato y ratón: cada grupo intentó sacar información sobre el modelo de los otros sin revelar demasiado del suyo. Competición, pero entre amigos. Teníamos prisa por obtener más datos porque el objeto iba a desaparecer pronto en la luz del día. En febrero descubrimos otro componente de emisión que podía ser una supernova acompañando al GRB (como ocurre normalmente) con un redshift de 0.33 (ver imagen).

Un nuevo tipo de muerte estelar

Por fin, un colega de Los Alamos sacó un modelo que había desarrollado una década antes: una estrella de neutrones y una estrella gigante forman una pareja tan próxima que sus núcleos terminan por fusionarse. Cuando la estrella de neutrones entra en la atmósfera de la gigante se expulsa parte de esa atmósfera dando lugar a un donut de material alrededor. En la fusión final se produce un GRB, pero el material expulsado previamente frena el chorro y se forma una pluma de material de alta temperatura que produce el cuerpo negro que observamos.
Ahora ya teníamos claro que íbamos a intentar publicarlo en Nature. A finales de marzo, mientras Antonio y yo trabajábamos en Chile, la revista daba luz verde. Con el artículo casi terminado por fin nos fuimos de vacaciones y el 10 de abril enviábamos el artículo desde una casa rural en la ladera del volcán Villarrica.
En junio, con el artículo en proceso de evaluación, el objeto pudo observarse de nuevo, y “algo” (que podía ser la galaxia anfitriona) seguía allí. El artículo de los italianos también salió adelante, pero con un modelo totalmente diferente: un asteroide absorbido por una estrella de neutrones en las afueras de la Vía Láctea.
Se publicaron los dos artículos el 1 de diciembre. Me escribieron para entrevistas de todo el mundo y durante semanas no hicimos nada más que producir material de prensa, incluso tenía mi propia artists impression de  una diseñadora que trabajaba para la NASA. Casi un año de trabajo había llegado a su glorioso final. No hace falta trabajar en un lugar famoso para tener una publicación potente, solo se necesita vista para lo interesante, estar preparado, tener colaboradores buenos y, sí, con un toque personal tiene más gracia.
No fue el fin del Christmas burst: en 2012 detectamos líneas de emisión en el “objeto persistente”, que lo estableció a un redshift de 0.8, lo que invalidaba el modelo de los italianos. Nuestro redshift también era incorrecto, pero el objeto no estaba dentro de la Vía Láctea. Los teóricos publicaron más estudios y modelos y media tesis fue escrita desarrollando la emisión de cuerpo negro. Hasta hoy no hemos observado otro objeto similar, pero puede ser que son difíciles de detectar.
 

Christina Thöne
Christina Thöne (IAA-CSIC)

Nació en 1979 en Baviera. Completó sus estudios en Munich y Trondheim y realizó su tesis en el Dark Cosmology Centre en Copenhague. Después de una estancia postdoctoral en Italia comenzó a trabajar en el IAA, donde actualmente tiene un contrato Ramón y Cajal.
 

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