Las explosiones de rayos gamma (GRB) son estallidos cósmicos breves, repentinos y extremadamente potentes producidos por el colapso de estrellas masivas o por la fusión de estrellas de neutrones en galaxias distantes. Comienzan con un destello inicial muy intenso cuya duración varía entre una fracción de segundo y los cientos de segundos, seguido de un resplandor menos brillante en una amplia gama de longitudes de onda. El primer GRB detectado por los telescopios MAGIC, denominado GRB 190114C, revela por primera vez los fotones más energéticos detectados en estos eventos.
Los fotones detectados por MAGIC se hallan en el rango de los teraelectronvoltios (TeV), y son un billón de veces más energéticos que los de la luz visible.

DETECCIÓN CON MAGIC

El 14 de enero de 2019 los satélites espaciales Swift y Fermi descubrieron independientemente el estallido GRB 190114C. En veintidós segundos sus coordenadas en el cielo se distribuyeron a través de una alerta electrónica a astrónomos de todo el mundo, incluida la colaboración MAGIC, que opera dos telescopios de diecisiete metros de diámetro ubicados en La Palma.
Los telescopios MAGIC, que destacan por su rápida capacidad de apuntado, comenzaron a observar el GRB solo cincuenta segundos después del comienzo. El análisis de los datos obtenidos durante las primeras decenas de segundos convirtió a este evento en la fuente más brillante de fotones en el rango de los teraelectronvoltios (TeV).
El nivel de energía está muy por encima de lo que puede aportar la radiación sincrotrón, responsable de la emisión observada a energías más bajas en estallidos anteriores y que es producida por electrones moviéndose a velocidades próximas a la de la luz en presencia de campos magnéticos.  
El origen más probable de la emisión en teraelectronvoltios es el llamado proceso compton inverso, donde una población de fotones eleva significativamente su energía al chocar con electrones muy energéticos.

ENTORNO DEL ESTALLIDO

Investigadores del IAA han aportado una panorámica completa del entorno donde se produjo el GRB. “Hemos combinado datos de algunos de los observatorios más potentes del mundo, como el telescopio espacial Hubble, el Very Large Telescope (VLT) y ALMA –el mayor radiotelescopio del mundo– para explicar la radiación observada por MAGIC y para comprobar si la emisión de fotones tan energéticos en este GRB está relacionada con el entorno de la estrella que, al colapsar, produjo el estallido”, señala Antonio de Ugarte Postigo, investigador del grupo HETH del IAA-CSIC que coordina el estudio.  
Este grupo de investigadores pudo así determinar que el GRB se produjo en la región central de una galaxia que se halla en proceso de interacción con otra galaxia algo mayor y muy próxima, un proceso que desencadena intensos brotes de formación estelar. No solo la galaxia anfitriona del GRB es más masiva de lo habitual en estos fenómenos, sino que el entorno inmediato de la estrella en colapso es también más denso que el que presentan de media este tipo de estallidos. “Necesitamos estudiar el sistema en más detalle aún, pero un entorno tan denso ha podido ser crucial en la producción de los fotones ultraenergéticos detectados con MAGIC. Esperamos poder confirmarlo en los próximos estudios en los que estamos trabajando”, indica de Christina Thöne, investigadora del grupo HETH del IAA que participa en los artículos divulgados hoy.
Además, investigadores del grupo ARAE del IAA-CSIC participaron en la campaña de seguimiento del evento con Gran Telescopio Canarias (GTC), y con su red de telescopios BOOTES.