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The prestigious journal Nature published the study that was carried out by an international group of experts, including an astronomer from Universidad Andrés Bello and The Millennium Institute of Astrophysics, Felipe Olivares.
The gamma-ray bursts (GRB) are one of the outcomes associated with the biggest explosions in the Universe. Usually, GRBs only last a few seconds, but in extremely rare occasions they continue for hours. This was the case of the ultra-long duration gamma-ray burst GRB 111209A, which was discovered on December 9th 2011, the longest and brightest ever observed.
As the afterglow from this burst faded, the GRB 111209A was studied using the GROND instrument (on the MPG/ESO 2.2m telescope at La Silla, Chile) and the X-shooter instrument (on the Very Large Telescope VLT at Paranal) finding clear evidence of a supernova, later named SN 2011kl, which was causing this unusual phenomenon. This was the first time that a supernova has been associated with an ultra-long GRB.
“Since a long-duration gamma-ray burst is produced only once every 10.000 – 100.000 supernovae, the star that exploded must be somehow special. Astronomers had assumed that these GRBs came from very massive stars – about 50 times the mass of the Sun – and that they signalled the formation of a black hole. But now our new observations of the supernova SN 2011kl, found after the GRB 111209A, are changing this paradigm for ultra-long duration GRBs.” Explained the principal author of this paper and leader of the investigation Jochen Greiner from the Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching, Germany.
At first, one of the scenarios considered was a massive star collapse, however the only explanation that fitted the observations was that the GRB 111209A was being powered by a magnetar – a tiny neutron star spinning hundreds of times per second and possessing a magnetic field much stronger than normal neutron stars; they are also know as radio pulsars and they are thought to be the most strongly magnetized objects in the known Universe.
“There were previous studies that suggested that a great number of supernovae associated with GRB were powered by a magnetar, but this is the first time that observational evidence is here to prove that a magnetar injected extra energy not only to the supernova but also to the GRB. The SN 2010kl is the brightest supernova ever associated with a gamma-ray burst and according to the observations presented it would be strongly driven by a magnetar, in terms of power. That is, the SN 2010kl was that bright because there was a magnetar powering this supernova.” Explains Felipe Olivares, researcher of the Physics Department of Universidad Andrés Bello and The Millennium Institute of Astrophysics MAS, and who is part of the team of experts behind this discovery.
An advance that according to Olivares forces us to change the study paradigm for GRBs in order to delve into their mysteries. “From now on, theoretical models of gamma-ray burst and supernovae will have to include the existence of a magnetar as the source of energy.” States.
To read the complete paper, go to Nature. Click here.
Photo credit: NASA/Swift/Aurore Simonnet, Sonoma State Univ.[:es]
El estudio, publicado por la Revista Nature. fue realizado por un grupo internacional de expertos, entre ellos al astrónomo de la Universidad Andrés Bello y del Instituto Milenio de Astrofísica, Felipe Olivares.
Los estallidos de rayos gamma (GRB, por sus siglas en inglés) son resultado de las explosiones más energéticas del Universo. Normalmente sólo duran unos segundos, pero en ocasiones muy raras siguen durante horas. Ese fue el caso del GRB de ultra duración 111209A, que fue descubierto el 9 de diciembre de 2011, el más largo y brillante jamás observado.
A medida que el resplandor de esta explosión fue desvaneciéndose, el GRB 111209A fue estudiado utilizando los instrumentos GROND (instalado en el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros, en La Silla) y X-shooter (instalado en el Very Large Telescope (VLT), en Paranal) hallando evidencia de la presencia de una supernova, la que más tarde fue bautizada como SN 2011kl, la que producía este tan inusual fenómeno. Era la primera vez que se descubría una relación entre la supernova y un GRB de larga duración.
“Dado que un estallido de rayos gamma de larga duración se produce sólo una vez cada 10.000 – 100.000 supernovas, la estrella que explotó debe ser especial por algún motivo. Los astrónomos habían asumido que estos GRBs provenían de estrellas muy masivas (de unas 50 veces la masa del Sol) y que marcaban el inicio de la formación de un agujero negro. Pero nuestras nuevas observaciones de la supernova SN 2011kl, hallada tras el GRB 111209A, están cambiando este paradigma de los GRB de ultra larga duración”, señala el autor principal del artículo y líder del equipo de investigación Jochen Greiner, del Instituto Max-Planck para el estudio de Física Extraterrestre (Garching, Alemania).
Lo que se descubrió es que no se trataba tan sólo del colapso de una estrella masiva como se pensó en un primer momento, sino que el GRB 111209A estaba siendo alimentado por un “magnetar”, una estrella de neutrones pequeña que gira cientos de veces por segundo y que posee un campo magnético mucho más fuerte que el de las estrellas de neutrones normales, también conocidas como púlsares de radio, y que son los objetos más fuertemente magnetizados del Universo conocido.
“Existían estudios anteriores que postulaban que la mayoría de las supernovas asociadas a explosiones de rayos gamma resultaban de la formación de un magnetar, pero ésta es la primera vez que se tiene evidencia observacional de que un magnetar ha inyectado energía tanto a la supernova como a la explosión de rayos gamma. La SN 2010kl es la supernova más brillante que ha sido asociada a una explosión de rayos gamma a la fecha y según las observaciones presentadas estaría fuertemente alimentada por el magnetar, en términos de energéticos. Es decir, SN 2010kl fue tan brillante porque había un magnetar inyectando energía en la supernova”, explica Felipe Olivares, investigador del Departamento de Física de la Universidad Andres Bello y del Instituto Milenio de Astrofísica MAS, quien fue parte del equipo de expertos detrás del descubrimiento.
Un avance que para el especialista obliga a cambiar el paradigma del estudio de los GRB para ahondar aún más en sus misterios. “De ahora en adelante, los modelos teóricos de explosiones de rayos gamma y supernovas tendrán que incluir la presencia de un magnetar para dar cuenta de todas las fuentes de energía”, concluye.
Para revisar el paper completo en Nature, haz click aquí
Crédito de la fotografía: NASA/Swift/Aurore Simonnet, Sonoma State Univ. [:]
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