GRB 101225A , también conocida como la " explosión de Navidad ", fue una explosión cósmica detectada por primera vez por el observatorio Swift de la NASA el día de Navidad de 2010. La emisión de rayos gamma duró al menos 28 minutos, lo que es inusualmente largo. Las observaciones posteriores del resplandor de la explosión realizadas con el telescopio espacial Hubble y observatorios terrestres no pudieron determinar la distancia del objeto utilizando métodos espectroscópicos.
En artículos publicados en la revista Nature , dos grupos diferentes de astrónomos propusieron teorías diferentes sobre el origen del fenómeno. El grupo de Sergio Campana propone que el fenómeno fue causado por la colisión de un cometa contra una estrella de neutrones dentro de nuestra propia galaxia. El grupo de Christina Thöne prefiere un mecanismo de supernova más convencional, que implica una fusión entre una estrella de helio y una estrella de neutrones a una distancia de unos 5.500 millones de años luz de la Tierra.
El estallido de rayos gamma , en la constelación de Andrómeda , fue detectado por primera vez por la misión Swift Gamma-Ray Burst de la NASA a las 18:38 UT del 25 de diciembre de 2010. La emisión de rayos gamma tuvo una duración de al menos 28 minutos, lo que es inusualmente largo. Después de que se enviaran noticias del estallido de rayos gamma a otros observatorios, el "resplandor" de mayor longitud de onda del estallido fue monitoreado por observatorios en tierra y el Telescopio Espacial Hubble. [1] Después de la duración inusualmente larga de las emisiones gamma, las emisiones de rayos X en el resplandor continuaron durante solo dos días, una duración inusualmente corta para esta fase. [2] Las emisiones ópticas observadas durante los primeros 10 días se caracterizaron como las de "un cuerpo negro en expansión y enfriamiento con un gran radio inicial". [3] Una fuente de luz débil apareció unos 10 días después del estallido y alcanzó su brillo máximo 30 días después de su aparición; los observadores describieron esta fuente de luz como si se tratara de una supernova. [4]
El 6 de enero de 2011, el telescopio Keck-I de 10 m equipado con el espectrómetro de imágenes de baja resolución (LRIS) realizó mediciones espectroscópicas de la galaxia anfitriona de GRB 101225A. Se obtuvo un espectro de 900 s; consistía en canales azules y rojos, que cubrían los rangos de longitud de onda de ~320–550 nm y ~500–820 nm, respectivamente. [5] La energía isotrópica se estimó en (7,8 ± 1,6) × 1050 erg según los datos del Burst Alert Telescope (BAT). [6]
Las características inusuales del resplandor llevaron a los astrónomos a generar nuevas hipótesis para explicar el evento. [2] Los observadores no pudieron determinar la distancia del estallido con respecto a la Tierra, y las dos hipótesis alternativas sobre su origen ubican el evento a distancias radicalmente diferentes. [1]
Christina Thöne, del Instituto de Astrofísica de Andalucía en España , fue la autora principal de un artículo que proponía que el estallido ocurrió en un sistema binario donde una estrella de neutrones orbitaba una estrella de helio normal que acababa de entrar en su fase de gigante roja , que había expandido enormemente su atmósfera exterior. [7] Durante la expansión, la estrella gigante roja envolvió a la estrella de neutrones, lo que resultó en la expulsión de la atmósfera de la gigante y un rápido estrechamiento de la órbita de la estrella de neutrones. Una vez que las dos estrellas quedaron envueltas en una envoltura común de gas, la estrella de neutrones puede haberse fusionado con el núcleo de la gigante después de solo cinco órbitas, o aproximadamente 18 meses. El resultado de la fusión fue el nacimiento de un agujero negro o un magnetar y la producción de chorros de partículas en direcciones opuestas que se movían casi a la velocidad de la luz, seguido de una supernova débil , una supernova de chorros de envoltura común . Los chorros de partículas produjeron rayos gamma. Las interacciones de los chorros con el gas expulsado antes de la fusión explican gran parte de la naturaleza diferente del estallido. Según esta interpretación, el evento tuvo lugar a unos 5.500 millones de años luz de distancia ( corrimiento al rojo de 0,33), y el equipo ha detectado lo que podría ser una galaxia débil en el lugar correcto. [1] [8]
Una hipótesis alternativa, propuesta por un equipo dirigido por Sergio Campana del Observatorio Astronómico de Brera ( INAF ), propone que GRB 101225A fue producido por un objeto similar a un cometa que cayó en una estrella de neutrones ubicada en nuestra propia galaxia, a solo unos 10.000 años luz de la Tierra. [1] En este modelo, el objeto similar a un cometa cae sobre la estrella de neutrones y es interrumpido por fuerzas de marea. La emisión de rayos X duros (el estallido) resulta de la primera materia que cae sobre la estrella de neutrones. La emisión de rayos X y las variaciones iniciales detectadas por Swift se atribuyen a grupos de material que golpean la estrella a medida que se forma el disco a su alrededor. Luego, el disco se enfría y emite solo en longitudes de onda ultravioleta y ópticas. [9]
Más recientemente, en el Simposio sobre estallidos de rayos gamma de Huntsville de 2013, varios científicos propusieron que GRB 101225A, junto con GRB 111209A y 121027A, son parte de una nueva clase de estallidos de rayos gamma, denominados estallidos ultralargos y causados por el colapso de estrellas supergigantes azules de baja metalicidad .
Andrew Levan y sus colegas utilizaron el telescopio Gemini North para determinar que GRB 101225A se encontraba a 7 mil millones de años luz de distancia [10] [11] [12] mucho más lejos de lo que se estimaba originalmente. Esta mayor distancia le otorga un nivel de energía mucho más alto, lo que combinado con una mayor duración y la ausencia de una firma de supernova ha llevado a científicos como Bruce Gendre a sugerir que estas explosiones ultralargas son el resultado del colapso de estrellas supergigantes azules. [13] [14]
El astrofísico Sergio Campana dijo a Space.com que cree que este fue "el descubrimiento de un fenómeno astrofísico completamente nuevo que no se había previsto antes". También dijo que "si la disrupción por marea de cuerpos menores alrededor de estrellas de neutrones realmente está sucediendo", este evento no sería "único". [15] Christina Thöne ha dicho que "lo que el estallido de Navidad parece estar diciéndonos es que la familia de estallidos de rayos gamma es más diversa de lo que creemos". [1]
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