Astronomia de raigs gamma: El 14 de gener del 2019 els observatoris orbitals de raigs gamma Swift i Fermi detectaren un esclat de llarga durada que fou catalogat com a GRB 190114C. Els esclats de raigs gamma de llarga durada són atribuïts a un jet ultra-relativístic llençat des dels nuclis en col·lapse d’estels massius. Comencen aquests esclats amb una fase inicial molt brillant, però altament variable, en la banda dels keV-MeV. Hom suposa que aquesta fase inicial es produeix dins del mateix jet. Després, com a resultat de la interacció del jet amb el medi circumstel·lar, es generen ones de xoc que s’expressen en forma d’emissions de més ample aspectre i d’una durada molt més perllongada. En el GRB 190114C s’observà una intensa emissió de llarga durada en la banda de 0,2 a 1 TeV. Els científics que participen en la xarxa de telescopis MAGIC han seguit aquest esclat. Avui es publica a la revista Nature un nou article de la xarxa MAGIC que mostra observacions a diferents freqüències d’aquest esclat. Aquestes observacions permeten seguir l’evolució al llarg del temps de les emissions des de la banda menys energètica de 5 µeV a la més energètica de 1 TeV. La distribució de l’espectre segueix un doble pic, el primer dels quals es correspondria a la radiació de sincrotró emesa pels electrons accelerats pel xoc extern. L’altra pic, en la banda del TeV, s’explicaria, segons aquest article, per un efecte de Compton invers, és a dir per l’escampament de fotons sincrotrònics pels electrons d’alta energia.
Imatge de tot el cel captada per la càmera CASANDRA-1 a l’estació de BOOTES-1 (la gran lluminària és la Lluna, en quart creixent el 14 de gener) (a). Amb el Telescopi Especial Hubble (HST) fou possible detectar la galàxia responsable de GRB 190114 C (b), i prendre imatges de la seva evolució: l’11 de febrer (c) i el 12 de març (d).
És la primera vegada que es detecta en un esclat de raigs gamma la presència d’una emissió de molt alta energia en la banda de TeV.
En un article a Astronomy & Astrophysics alguns d’aquests investigadors desgranen les característiques de la galàxia on es produí GRB 190114C. Ho fan amb l’ús dels telescopis ALMA, HST i VLT. Estudiar el context galàctic d’aquest esclat és cabdal per explicar la producció dels fotons de molt alta energia que s’han detectat de manera persistent en GRB 190114C.
GRB 190114C presenta un desplaçament de línies espectrals al vermell de 0,425. Això es correspon a una galàxia situada suficientment a prop com per poder escatir-ne dades estructurals a través d’imatges i espectroscòpia obtingudes en les bandes ultraviolada, llum visible, infraroja i microones.
GRB 190114C es troba en un sistema de dues galàxies en interacció. Concretament, GRB 190114C tingué lloc en la regió nuclear de la galàxia més petita de les dues. Tot i ésser la més petita, la galàxia en qüestió és la que mostra una taxa superior d’astrogènesi. GRB 190114 es produí una distància de 170 parsecs del centre de la galàxia.
Aquest context hauria estat favorable a la formació d’un tipus tan activament persistent de GRB. Es tracta de dues galàxies ben massives, i la interacció entre les dues afavoreix una taxa astrogènica considerable, associada a una elevada fracció molecular de gas interestel·lar.
La interacció entre les dues galàxies es produeix en un moment que els dos nuclis galàctics es troben separats per tan sols uns 6,8 kiloparsecs. En aquesta fase de la col·lisió o fusió galàctica es veu afavorida la formació d’estels que acabin el seu cicle de fusió en forma d’esclat de radiació gamma: són estels relativament pobres en elements pesants (de Z > 2) i envoltats d’un gas interestel·lar que presenta una elevada fracció molecular. Tot plegat condueix a unes condicions en les que s’arriben a produir fotons de molt elevada energia.
Lligams:
– Observation of inverse Compton emission from a long γ-ray burst. MAGIC Collaboration, P. Veres, P. N. Bhat, M. S. Briggs, W. H. Cleveland, R. Hamburg, C. M. Hui, B. Mailyan, R. D. Preece, O. J. Roberts, A. von Kienlin, C. A. Wilson-Hodge, D. Kocevski, M. Arimoto, D. Tak, K. Asano, M. Axelsson, G. Barbiellini, E. Bissaldi, F. Fana Dirirsa, R. Gill, J. Granot, J. McEnery, N. Omodei, S. Razzaque, F. Piron, J. L. Racusin, D. J. Thompson, S. Campana, M. G. Bernardini, N. P. M. Kuin, M. H. Siegel, S. B. Cenko, P. O’Brien, M. Capalbi, A. Daì, M. De Pasquale, J. Gropp, N. Klingler, J. P. Osborne, M. Perri, R. L. C. Starling, G. Tagliaferri, A. Tohuvavohu, A. Ursi, M. Tavani, M. Cardillo, C. Casentini, G. Piano, Y. Evangelista, F. Verrecchia, C. Pittori, F. Lucarelli, A. Bulgarelli, N. Parmiggiani, G. E. Anderson, J. P. Anderson, G. Bernardi, J. Bolmer, M. D. Caballero-García, I. M. Carrasco, A. Castellón, N. Castro Segura, A. J. Castro-Tirado, S. V. Cherukuri, A. M. Cockeram, P. D’Avanzo, A. Di Dato, R. Diretse, R. P. Fender, E. Fernández-García, J. P. U. Fynbo, A. S. Fruchter, J. Greiner, M. Gromadzki, K. E. Heintz, I. Heywood, A. J. van der Horst, Y.-D. Hu, C. Inserra, L. Izzo, V. Jaiswal, P. Jakobsson, J. Japelj, E. Kankare, D. A. Kann, C. Kouveliotou, S. Klose, A. J. Levan, X. Y. Li, S. Lotti, K. Maguire, D. B. Malesani, I. Manulis, M. Marongiu, S. Martin, A. Melandri, M. J. Michałowski, J. C. A. Miller-Jones, K. Misra, A. Moin, K. P. Mooley, S. Nasri, M. Nicholl, A. Noschese, G. Novara, S. B. Pandey, E. Peretti, C. J. Pérez del Pulgar, M. A. Pérez-Torres, D. A. Perley, L. Piro, F. Ragosta, L. Resmi, R. Ricci, A. Rossi, R. Sánchez-Ramírez, J. Selsing, S. Schulze, S. J. Smartt, I. A. Smith, V. V. Sokolov, J. Stevens, N. R. Tanvir, C. C. Thöne, A. Tiengo, E. Tremou, E. Troja, A. de Ugarte Postigo, A. F. Valeev, S. D. Vergani, M. Wieringa, P. A. Woudt, D. Xu, O. Yaron & D. R. Young. Nature 575: 459-463 (2019).
– GRB 190114C in the nuclear region of an interacting galaxy: a detailed host analysis using ALMA, HST and VLT. A. de Ugarte Postigo, C. C. Thöne, S. Martín, J. Japelj, A. J. Levan, M. J. Michałowski, J. Selsing, D. A. Kann, S. Schulze, J. T. Palmerio, S. D. Vergani, N. R. Tanvir, K. Bensch, S. Covino, V. D’Elia, M. De Pasquale, A. S. Fruchter, J. P. U. Fynbo, D. Hartmann, K. E. Heintz, A. J. van der Horst, L. Izzo, P. Jakobsson, K. C. Y. Ng, D. A. Perley, A. Rossi, B. Sbarufatti, R. Salvaterra, R. Sánchez Ramírez, D. Watson, D. Xu. Astronomy & Astrophysics (2019).
