GRB 090423 fue una explosión de rayos gamma (GRB) detectada por la misión Swift Gamma-Ray Burst el 23 de abril de 2009 a las 07:55:19 UTC cuyo resplandor se detectó 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 evento extremadamente luminoso de rayos gamma 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 normalmente sólo dura unos pocos segundos, pero los estallidos de rayos gamma frecuentemente producen un "resplandor" en longitudes de onda más largas que puede observarse durante muchas horas o incluso días después del estallido. Las mediciones en estas longitudes de onda, que incluyen rayos X , ultravioleta , óptica , infrarroja y 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 jamás detectados para los que se ha medido un corrimiento al rojo espectroscópico. El universo tenía sólo 630 millones de años cuando se emitió la luz de GRB 090423, y su detección confirma que estrellas masivas nacían y morían incluso en una etapa muy temprana de la vida del universo. GRB 090423 y eventos similares proporcionan un medio único para estudiar el universo temprano, ya que pocos 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 se ubicó en dirección a la constelación de Leo . [1] [2]
Swift localizó el campo en el que ocurrió GRB 090423, y 77 segundos después de la explosión, el sistema fotométrico Swift UVOT 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 de la explosión, Nial Tanvir y su equipo encontraron una fuente infrarroja en la posición Swift utilizando el Telescopio Infrarrojo del Reino Unido (UKIRT) en Mauna Kea , Hawaii . [3] Las observaciones iniciales realizadas 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 el hidrógeno neutro en el medio intergaláctico , calcularon un desplazamiento 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 3,6m 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 e informaron un corrimiento al rojo de 8,1 para GRB 090423, que es consistente, dentro del error, con el corrimiento al rojo informado por Tanvir et al. [7] El corrimiento al rojo de 8,1 sugiere que la ráfaga pudo haber durado aproximadamente 1,2 segundos en el marco local del emisor, y su duración se desplazó al rojo en consecuencia a los 10 segundos observados.
La organización intergubernamental de astronomía, el Observatorio Europeo Austral (ESO), 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 la explosión a las 07:55 UTC, pero sí lo fue al día siguiente a las 03:00 UTC, lo que permitió que el detector óptico/infrarrojo cercano de ráfagas de rayos gamma (GROND) en Observatorio La Silla para hacer observaciones de la explosión y encontrar un corrimiento al rojo fotométrico consistente con el valor informado en otros lugares. [9] [10] Los últimos observadores en recopilar datos durante el evento fueron el observatorio Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA) . La observación de GRB 090423 por CARMA se realizó a una frecuencia de 92,5 GHz. Si bien no se detectó el resplandor, pudieron colocar 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, la explosión 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 de la explosión 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 del La técnica fotométrica de corrimiento al rojo significa que el resultado de GRB 090429B es mucho menos seguro. [25] La explosión se produjo cuando el Universo tenía aproximadamente una vigésima parte de su edad actual. Antes de las observaciones realizadas en GRB 090423, el récord anterior de edad y distancia para GRB era GRB 080913 , que se observó en septiembre de 2008. [26] [27] [28] Esa ráfaga tuvo un desplazamiento al rojo de 6,7, lo que la sitúa 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 fue muy probablemente 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 efectivamente ocurrieron en el Universo temprano . [30] Cuando se produjo la explosión, estaba a 3.300 millones de años 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 de distancia. [31]
Joshua Bloom de la Universidad de California, Berkeley , que pudo observar la ubicación del GRB en 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 como era antes de que surgiera 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 tiempos tempranos 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 terminó 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 identificar las estrellas tempranas . ubicaciones de galaxias anfitrionas de GRB débiles mediante la observación de explosiones similares a la de GRB 090423. [17]