Ráfagas de Rayos Gamma (GRB's)

José Félix Rojas

Cuando fue lanzado el satélite Vela-1 hace más de 30 años, se descubrió la existencia de súbitas ráfagas de fotones de rayos gamma que surgían de puntos de la bóveda celeste distribuidos al azar. Aunque estos fenómenos, conocidos como GRBs por las iniciales de Gamma Ray Bursts, presentaban disparidad en sus duraciones (desde 0,1 segundos hasta 2 minutos) e intensidades, presentaban rasgos comunes muy importantes, siendo los más destacables las fluctuaciones que presentan en tiempos muy cortos (milisegundos), la falta de repetición en el mismo punto en que ya haya habido un GRB y la carencia de contrapartidas en cualquier otra longitud de onda del espectro electromagnético. Sin embargo, desde hace un par de años esta situación ha cambiado y ya se conocen contrapartidas en luz visible de tres GRBs.

Un fenómeno que parecía ocurrir por igual en todas las direcciones del espacio ponía de manifiesto que no podía tener lugar en nuestra galaxia, puesto que en ese caso las ocurrencias del fenómeno deberían concentrarse en el plano de la Vía Láctea. Por tanto cabían tres posibles localizaciones.

1) El fenómeno tendría lugar en un gran halo esférico que rodea al Sistema Solar (» la nube de Oort). Sin embargo la cuestión de qué fenómeno podría ser, y además con las propiedades observadas, quedó sin respuesta.

2) El fenómeno se desarrollaría en el extenso halo de la Vía Láctea. Sin embargo, no parecía haber explicación de cuál podría ser la fuente de radiación tan energética y que no emitiese otros tipos de radiaciones, en un lugar poblado exclusivamente por estrellas viejas.

3) Los GRBs tendrían sus fuentes en objetos situados en los límites del Universo observable, a distancias cosmológicas. La dificultad en admitir esta explicación radica en que la energía necesaria para tal fenómeno es descomunal: varios órdenes de magnitud mayor que la liberada en una explosión de supernova. Además debe producirse en un volumen muy pequeño para poder producir fluctuaciones con una duración de milisegundos (żunos 5000 Km. de diámetro, por ejemplo?). Ambos requerimientos parecían excluir esta posibilidad. A cambio, la carencia de contrapartidas óptica y radio surge de forma natural por la enorme distancia implicada, que haría que fuesen inobservables debido a su bajo brillo.

La puesta en órbita del Observatorio de Rayos Gamma Compton (CGRO) en 1991 no aportó ninguna luz a este problema sino que lo acrecentó, detectando de manera precisa la posición y espectro de más de 2000 fenómenos GRB.

Sin embargo todo cambió cuando en 1996 se lanzó el satélite italiano holandés BeppoSAX. Este observatorio orbital puso de manifiesto que, tras un fenómeno GRB, en la misma región del espacio, al cabo de una horas, suele aparecer un brillo de rayos X. Como esta radiación es de menor energía que la gamma, parece que el emisor pierde energía (se enfría), lo que puede ser interpretado como gas en expansión. Por otro lado, este satélite permite una mayor precisión en el posicionamiento de la que permite el Compton. Este es el motivo de que el 28 de Febrero de 1997 se descubriese por primera vez una mancha luminosa extinguiéndose con rapidez en la misma posición del cielo en la que había aparecido un GRB horas antes. Imágenes posteriores con mayores medios han permitido detectar la existencia en ese punto de un objeto difuso extremadamente débil (posiblemente una galaxia remota).

En la actualidad ya se conocen contrapartidas en luz visible de 3 GRBs e incluso en uno de estos casos ha habido contrapartida en radio. En este caso ha sido posible deducir por interferometría que el gas responsable de la emisión se estaba moviendo a una velocidad cercana a la de la luz. Sin embargo, como contraposición, no ha sido posible detectar ninguna posible galaxia en ese punto, mientras que en el segundo caso de contrapartida óptica, el telescopio Keck II de 10 m de diámetro fue capaz de obtener un espectro que ponía de manifiesto una distancia superior a 4000 millones de años luz.

La única explicación que los físicos teóricos encuentran a este prodigioso fenómeno es la coalescencia (fusión) de dos estrellas de neutrones en órbita la una en torno a la otra, de las que ya conocemos 3 casos (y puede que otros dos) en nuestra propia galaxia. Dado que en órbitas a corta distancia las estrellas de neutrones (de unos 20 Km. de diámetro pero con un poco más de masa que el Sol) pierden energía orbital por emisión de ondas gravitacionales, eventualmente terminarán por fusionarse tras alcanzar velocidades enormes. Durante el último segundo de existencia independiente emiten tanta energía como 1000 millones de galaxias. En cualquier caso, tras la formación del agujero negro, se emite gas (en forma de burbuja o de chorro orientado, eso no esta claro) con una velocidad que puede alcanzar el 99.9999% de la velocidad de la luz.

Ni que decir tiene lo que un fenómeno de tan extraordinaria energía afectaría a la vida sobre nuestro planeta en el caso de que ocurriese a una distancia "pequeña" dentro de la Vía Láctea. Sin embargo, y para tranquilidad de los aprensivos, de los 5 casos de pares de estrellas de neutrones que conocemos en nuestra galaxia la primera fusión no será antes de 220 millones de años y no parece probable que ocurra un fenómeno de esta clase en una galaxia típica más que cada 2 ó 3 millones de años. Por lo tanto, parece que disponemos de tiempo suficiente para ir pensando en alguna solución.