GRB 090423 fue un estallido de rayos gamma (GRB) detectado por la misión Swift Gamma-Ray Burst el 23 de abril de 2009, a las 07:55:19 UTC cuyo resplandor fue detectado en el infrarrojo y permitió a los astrónomos determinar que su corrimiento al rojo es z = 8,2, lo que lo convierte en uno de los objetos más distantes detectados en ese momento con un corrimiento al rojo espectroscópico ( GN-z11 , descubierto en 2016, tiene un corrimiento al rojo de 11).
Un estallido de rayos gamma es un destello de rayos gamma extremadamente luminoso que se produce como resultado de una explosión y se cree que está asociado con la formación de un agujero negro . El estallido en sí suele durar solo unos segundos, pero los estallidos de rayos gamma con frecuencia producen un "resplandor" en longitudes de onda más largas que se puede observar durante muchas horas o incluso días después del estallido. Las mediciones en estas longitudes de onda, que incluyen rayos X , ultravioleta , ópticos , infrarrojos y de radio , permiten el estudio de seguimiento del evento.
La velocidad finita de la luz significa que GRB 090423 es también uno de los primeros objetos detectados para los que se ha medido un corrimiento al rojo espectroscópico. El universo tenía sólo 630 millones de años cuando se produjo el GRB, y su detección confirma que las estrellas masivas nacieron y murieron incluso en etapas muy tempranas de la vida del universo. GRB 090423 y eventos similares proporcionan un medio único para estudiar el universo primitivo, ya que pocos otros objetos de esa era son lo suficientemente brillantes como para ser vistos con los telescopios actuales .
El 23 de abril de 2009, a las 07:55:19 UTC el satélite Swift detectó una ráfaga que duró unos 10 segundos y que se localizó en dirección a la constelación de Leo . [1] [2]
Swift localizó el campo en el que se produjo el GRB 090423 y, 77 segundos después del estallido, el sistema fotométrico UVOT de Swift tomó una exposición de 150 segundos del campo, pero no pudo detectar un resplandor óptico o ultravioleta. [2] Unos minutos después de su descubrimiento, los telescopios terrestres comenzaron a observar el campo. A los 20 minutos del estallido, Nial Tanvir y su equipo encontraron una fuente infrarroja en la posición de Swift utilizando el Telescopio Infrarrojo del Reino Unido (UKIRT) en Mauna Kea , Hawái . [3] Las observaciones iniciales tomadas por UKIRT se activaron de forma autónoma a través del Proyecto eSTAR . Observaron una caída en el flujo más allá de 1,13 micrómetros con el VLT . [4] Atribuyendo esta caída a la absorción de Lyman alfa por hidrógeno neutro en el medio intergaláctico , calcularon un corrimiento al rojo de 8,2 para GRB 090423. [5] El equipo de CC Thöne y Paolo D'Avanzo observó el resplandor de GRB 090423 utilizando el telescopio italiano TNG de 3,6 m ubicado en las Islas Canarias , España . [6] Obtuvieron dos horas de espectros , que cuando se combinaron, sugirieron una señal muy débil en la posición del resplandor. Ellos también vieron una caída en el flujo cerca de 1,1 micrómetros, y reportaron un corrimiento al rojo de 8,1 para GRB 090423, que es consistente, dentro del error, del corrimiento al rojo reportado por Tanvir et al. [7] El corrimiento al rojo de 8,1 sugiere que el estallido puede haber durado aproximadamente 1,2 segundos en el marco local del emisor, siendo su duración desplazada al rojo de acuerdo a los 10 segundos observados.
El Observatorio Europeo Austral (ESO) , organización astronómica intergubernamental, opera el Very Large Telescope , que obtuvo el espectro informado por Tanvir et al. [8] El GRB no era visible en Chile cuando Swift detectó por primera vez el estallido a las 07:55 UTC, pero sí lo fue al día siguiente a las 03:00 UTC, lo que permitió al detector de estallidos de rayos gamma ópticos/infrarrojos cercanos (GROND) en el Observatorio La Silla realizar observaciones del estallido y encontrar un corrimiento al rojo fotométrico consistente con el valor informado en otro lugar. [9] [10] El último observador en recopilar datos durante el evento fue el observatorio del Conjunto Combinado para la Investigación en Astronomía de Ondas Milimétricas (CARMA) . La observación del GRB 090423 por CARMA se tomó a una frecuencia de 92,5 GHz. Si bien no se detectó el resplandor, pudieron establecer un límite superior de 3 sigma de 0,7 mJy en la densidad de flujo del resplandor. [11]
Con un corrimiento al rojo de z = 8,2, en el momento de la observación, el estallido era el objeto conocido más distante de cualquier tipo con un corrimiento al rojo espectroscópico. [6] [12] [13] [14 ] [15] [16] [17] [18] [19] GRB 090423 también fue el objeto más antiguo conocido en el Universo , aparte de la estrella Matusalén . La luz del estallido tardó aproximadamente 13 mil millones de años en llegar a la Tierra . [20] [21 ] [22] [23] [24] Posteriormente se descubrió que otro estallido de rayos gamma, GRB 090429B , tenía un corrimiento al rojo fotométrico de 9,4, que supera al de GRB 090423, aunque las barras de error comparativamente grandes de la técnica de corrimiento al rojo fotométrico significan que el resultado de GRB 090429B es mucho menos seguro. [25] El estallido ocurrió cuando el Universo tenía aproximadamente una vigésima parte de su edad actual. Antes de las observaciones realizadas en GRB 090423, el poseedor del récord anterior de edad y distancia para GRBs era GRB 080913 , que se observó en septiembre de 2008. [26] [27] [28] Ese estallido tuvo un corrimiento al rojo de 6,7, lo que lo colocó aproximadamente 190 millones de años luz más cerca de la Tierra que GRB 090423. Derek Fox, quien dirigió las observaciones realizadas por la Universidad Estatal de Pensilvania , sugiere que el GRB probablemente fue el resultado de la explosión de una estrella masiva y su desaparición, lo que probablemente habría señalado el nacimiento de un agujero negro . [29] El evento ocurrió aproximadamente 630 millones de años después del Big Bang , lo que confirma que los nacimientos (y muertes) estelares masivos ocurrieron de hecho en el Universo primitivo . [30] Cuando se produjo el estallido, estaba a 3.300 millones de años luz de nuestra posición, pero debido a la expansión del universo y al movimiento de las galaxias, la galaxia de origen está ahora a 30.000 millones de años luz de distancia. [31]
Joshua Bloom, de la Universidad de California en Berkeley , que pudo observar la ubicación del GRB con el telescopio Gemini Sur en Chile , calificó el descubrimiento de GRB 090423 como un "evento decisivo", ya que marcó "el comienzo del estudio del universo tal como era antes de que se formara la mayor parte de la estructura que conocemos hoy". [17] Nial Tanvir, que formó parte del equipo del VLT, sugiere que los estallidos de rayos gamma proporcionan una herramienta única para estudiar el universo en épocas tempranas porque todo lo demás es demasiado débil para ser observado. Por ejemplo, la primera generación de estrellas aún no se ha observado directamente, pero el progenitor de GRB 090423 puede pertenecer a esta clase. Se espera que estas primeras estrellas contribuyan a la reionización del universo, un proceso que finalizó con un corrimiento al rojo de aproximadamente 6. A medida que comiencen a funcionar telescopios más potentes, como el telescopio espacial James Webb , lanzado en diciembre de 2021, los astrónomos esperan localizar las ubicaciones de las débiles galaxias anfitrionas de GRB observando explosiones similares a la de GRB 090423. [17]