Los enigmáticos estallidos de rayos gamma


La década de los sesentas quedó marcada por el ambiente de la guerra fría entre las dos superpotencias. Los Estados Unidos y la Unión Soviética se vigilaban mutuamente, utilizando cada vez mas los satélites artificiales. En 1967, los satélites de la serie Vela empezaron a detectar súbitos estallidos de rayos gamma, la forma mas energética de radiación, que duraban unos cuantos segundos y cuyo origen no lograban identificar. La sospecha fue que estas emisiones provenian de reactores nucleares en satélites espías soviéticos. Este hallazgo permaneció como secreto militar por cuatro años, hasta que los militares se convencieron de que estos estallidos provenian del cielo.

A principios de siglo, los primeros experimentos con fuentes radioactivas demostraron que estas emitian tres tipos de rayos, que fueron simplemente denominados alfa, beta y gamma. Los rayos alfa resultaron ser haces de nucleos de helio, agrupaciones de dos protones con dos neutrones. Los rayos beta por su parte resultaron ser haces de positrones, partículas idénticas al electrón pero con carga positiva (los electrones tiene carga negativa). Finalmente, se estableció que los rayos gamma son un tipo altamente penetrante de radiación electromagnética. Otros ejemplos de radiaciones electromagnéticas son las ondas de radio, la luz visible, infrarroja y ultravioleta, y los rayos X. Practicamente todo nuestro conocimiento del Universo se ha basado en la detección no solo de luz, sino de todos los tipos de ondas electromagnéticas.

El descubrimiento de los estallidos de rayos gamma fue dado a conocer en 1973 por Ray Klebesabel y sus colegas de Los Alamos National Laboratory. Durante las décadas de los setentas y ochentas se empezaron a caracterizar estos estallidos: su duración es muy corta, tipicamente entre uno y diez segundos; no es posible saber donde va a ocurrir el próximo estallido y, hasta donde sabemos, no se dan dos estallidos en un mismo lugar. Por otro lado, la cantidad de energía que se detecta de estos estallidos es tal, que desde el principio quedó claro que se trata de un fenómeno extremadamente violento. Sin embargo, no se conocian suficientes estallidos para saber si estos pertenencen a nuestra galaxia o si son extragalácticos; tampoco se había encontrado algún objeto visible relacionado con algún estallido. No sabiamos ni que eran ni que tan lejos estaban. De hecho no sabiamos casi nada.

Ante este misterio, los científicos que diseñaron el observatorio espacial de rayos gamma (CGRO por Compton Gamma-Ray Observatory), cuyo costo fue de poco mas de mil millones de dólares, decidieron incluir un instrumento llamado BATSE, acrónimo en inglés de Burst And Transient Source Experiment, con el propósito específico de estudiarlos. A partir del lanzamiento del CGRO en abríl de 1991 y desde el primer día de operaciones, BATSE a estado detectando aproximadamente un estallido cada día. Así, mientras que entre 1973 y 1991 se habían detectado menos de cien estallidos, BATSE ha observado mas de dos mil. A partir de sus posiciones en la bóveda celeste, y de que sus intensidades, ha quedado practicamente establecido que los estallidos se dan fuera de nuestra galaxia. De hecho es muy probable que sean fenómenos que suceden a grandes distancias, probablemente de hasta miles de millones de años luz. Son tan luminosos que de hecho BATSE puede detectar practicamente todos los estallidos que se dan en el Universo, con excepción de aquellos que le tapa la Tierra, ya que desde la órbita del CGRO nuestro planeta bloquea una tercera parte del firmamento.

Una vez establecida la distancia a la que se dan, los estallidos de rayos gamma resultan ser los fenómenos mas energéticos que conocemos en el Universo. En tan solo un segundo emiten tanta energía como el Sol a lo largo de diez mil millones de años. Son tanto o mas poderosos como una supernova, la cataclísmica explosión que da fin a una estrella. Aun cuando no sabemos de donde provenien, el simple hecho de emitir tal cantidad de energía en forma de rayos gamma, y en un intervalo de tiempo tan corto, impone muchas restricciones acerca de como pueden darse estos estallidos. De acuerdo al modelo mas aceptado hoy en día, desarrollado por Peter Mèszaròs de Penn State University y Martin Rees de la Universidad de Cambridge, los estallidos se dan cuando dos estrellas de neutrones que se hayan en órbita una alrededor de la otra, lentamente se van acercando hasta llegar el momento en que chocan. Los cálculos y simulaciones de computadora muestran que en cuestión de unos cuantos segundos una buena parte de la masa de estas estrellas se convierte en un gigantesca cantidad de energía, liberada en forma de rayos gamma, neutrinos y ondas gravitacionales. Según este modelo, el estallido implica la destrucción de las dos estrellas y por tanto no deben ocurrir dos estallidos en un mismo lugar.

En lo que los científicos logran construir los telescopios de neutrinos y ondas gravitacionales capaces de detectar las emisiones predichas por Mèszaròs y Rees, varios astrónomos en todo el mundo están a la caza de algún objeto visible que sea la fuente de los estallidos de rayos gamma. En las últimas dos semanas varios grupos han estudiado con detalle una pequeña zona del cielo donde se registró un estallido hace unos cuantos días. Existe la esperanza de que el enigma del origen de los estallidos de rayos gamma sea esclarecido en muy poco tiempo, treinta años después de que fueran clasificados como un secreto militar.


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Esperanza Carrasco Licea & Alberto Carramiñana Alonso
Diario Síntesis, 18 de marzo de 1997