Gracias al satélite Swift y a varios telescopios ópticos terrestres, los astrónomos están aprendiendo más sobre las llamadas explosiones de rayos gamma "oscuros", que son brillantes en las emisiones de rayos gamma y rayos X pero con poca o ninguna luz visible. Estas explosiones oscuras también están proporcionando a los astrónomos información sobre cómo encontrar áreas de formación estelar que están ocultas por el polvo. "Nuestro estudio proporciona evidencia convincente de que una gran fracción de la formación de estrellas en el universo está oculta por el polvo en las galaxias que no parecen polvorientas", dijo Joshua Bloom, profesor asociado de astronomía en UC Berkeley y autor principal del estudio, quien presentó sus hallazgos en la reunión de la American Astronomical Society en California.
Las explosiones de rayos gamma son las mayores explosiones del universo, capaces de producir tanta luz que los telescopios terrestres lo detectan fácilmente a miles de millones de años luz de distancia. Sin embargo, durante más de una década, los astrónomos se han preguntado sobre la naturaleza de las llamadas explosiones oscuras, que producen rayos gamma y rayos X pero poca o ninguna luz visible. Representan aproximadamente la mitad de las explosiones detectadas por el satélite Swift de la NASA desde su lanzamiento en 2004.
El estudio encuentra que la mayoría ocurre en galaxias normales detectables por grandes telescopios ópticos terrestres.
"Una posible explicación para las explosiones oscuras fue que estaban ocurriendo tan lejos que su luz visible se había extinguido por completo", dijo Bloom. Gracias a la expansión del universo y una espesa niebla de gas de hidrógeno a distancias cósmicas cada vez mayores, los astrónomos no ven luz visible de los objetos a más de 12.900 millones de años luz de distancia. Otra posibilidad: las explosiones oscuras explotaban en galaxias con cantidades inusualmente gruesas de polvo interestelar, que absorbían la luz de un estallido pero no su radiación de mayor energía.
Utilizando uno de los telescopios ópticos más grandes del mundo, el Keck I de 10 metros en Hawai, el equipo buscó galaxias desconocidas en las ubicaciones de 14 explosiones oscuras descubiertas por Swift. "En once de estas explosiones, encontramos una galaxia débil y normal", dijo Daniel Perley, el estudiante graduado de UC Berkeley que dirigió el estudio. Si estas galaxias estuvieran ubicadas a distancias extremas, ni siquiera el telescopio Keck podría verlas.
La mayoría de las explosiones de rayos gamma ocurren cuando las estrellas masivas se quedan sin combustible nuclear. A medida que sus núcleos colapsan en un agujero negro o una estrella de neutrones, los chorros de gas, impulsados por procesos que no se comprenden completamente, atraviesan la estrella y explotan en el espacio. Allí, alcanzan el gas previamente desprendido por la estrella y lo calientan, lo que genera resplandores de corta duración en muchas longitudes de onda, incluida la luz visible.
El estudio muestra que las explosiones oscuras deben ser similares, a excepción de los parches polvorientos en sus galaxias anfitrionas que oscurecen la mayor parte de la luz en sus resplandores posteriores.
Los astrónomos encuestaron 14 ráfagas cuya luz óptica era mucho más tenue de lo esperado o completamente ausente. Descubrieron que casi todos los estallidos de rayos gamma "oscuros" tienen una galaxia anfitriona que se puede detectar con grandes telescopios ópticos.
La formación de estrellas ocurre en densas nubes que se llenan rápidamente de polvo a medida que las estrellas más masivas envejecen y explotan rápidamente, arrojando elementos recién creados al medio interestelar para sembrar una nueva formación de estrellas. Por lo tanto, los astrónomos suponen que se está produciendo una gran cantidad de formación de estrellas en las galaxias llenas de polvo, aunque en realidad medir cuánto polvo se ha acumulado este proceso en las galaxias más distantes ha resultado extremadamente difícil.
Se cree que las estrellas explotan cuando las explosiones de rayos gamma viven rápido y mueren jóvenes. Las explosiones oscuras pueden representar estrellas que nunca se alejaron de las nubes polvorientas que las formaron.
Se han detectado explosiones de rayos gamma en longitudes de onda infrarrojas de hasta 13.1 mil millones de años luz. "Si los estallidos de rayos gamma fueran frecuentes hace 13 mil millones de años, menos de mil millones de años después de que se formó el universo, deberíamos detectar grandes cantidades de ellos", explicó el miembro del equipo S. Bradley Cenko, también en UC Berkeley. "No lo hacemos, lo que indica que las primeras estrellas se formaron a un ritmo menos frenético de lo que sugerían algunos modelos".
Los astrónomos concluyen que menos del 7 por ciento de las explosiones oscuras pueden ocurrir a tales distancias, y proponen observaciones de radio y microondas de las nuevas galaxias para comprender mejor cómo sus regiones polvorientas bloquean la luz. Se ha enviado un documento sobre los hallazgos a The Astronomical Journal.
Fuente: NASA, UC Berkeley, AAS
