Detecten la llum més potent procedent dels fenòmens més violents de l'univers

Aquí hi encaixaria allò de "va ser breu, però intens". Un equip internacional amb participació catalana ha detectat els brots de raigs gamma amb més energia de l'univers. Són un bilió de vegades més energètics que la llum visible i han estat estudiats gràcies als telescopis MAGIC, que es troben a l'illa canària de La Palma. Els resultats es publiquen a la revista "Nature".

Els brots de raigs gamma (en anglès, GRB o "gamma ray bursts") són les explosions més violentes a l'univers. Apareixen de forma sobtada i són molt breus. Per això són tan difícils d'estudiar. El que s'ha observat es va apagar totalment en només mitja hora.

Per això, si se'n detecta algun, cal anar molt de pressa. El 14 de gener d'aquest any, dos satèl·lits espacials van descobrir, de forma independent, un GRB. Va rebre el nom de GRB 190114C. Els telescopis MAGIC tenen un sistema automàtic que processa en temps real les alertes de GRB que envien els satèl·lits. De seguida, els telescopis apunten cap a aquell punt del firmament.

Crèdit: Superbossa.com and C. Righi

Moure un telescopi de 64 tones

A part de la detecció automàtica, cal que els telescopis puguin orientar-se amb molta rapidesa. Per això, es van dissenyar de manera que fossin "lleugers": cadascun pesa 64 tones. Així ho explica María Victoria Fonseca, presidenta de la Junta de la Col·laboració MAGIC:

"Els telescopis es van dissenyar perquè fossin molt lleugers i es poguessin moure ràpidament. Tot i pesar 64 tones cada un, poden rotar 180 graus en només 25 segons. Gràcies a això, MAGIC va començar a observar GRB 190114C només 50 segons després dels seu inici."

MAGIC significa  "Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov Telescope", és a dir, telescopi de raigs gamma per emissió de radiació Cherenkov a l'atmosfera. Actualment són membres de MAGIC diverses institucions catalanes: l'Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB), l'Institut de Física d'Altes Energies (IFAE) i la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). L'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) participa en aquest projecte a través d'investigadors de les unitats ICCUB i CERES-UAB.

Els GRB comencen amb un espurneig molt intens, que només dura entre fraccions de segon i uns cent segons. Després hi ha una resplendor menys brillant que es va esvaint amb el temps. És l'etapa de postluminescència.
 

L'anàlisi de les dades durant les primeres desenes de segons revela l'emissió de fotons -partícules de llum- que arribaven a energies de teraelectronvolts (TeV), és a dir, un bilió de vegades més energètics que la llum visible. Aquesta emissió de fotons en l'etapa de postluminescència va ser 100 vegades més intensa que la font estable més brillant coneguda en aquestes energies: la Nebulosa del Cranc. Ara, la font més brillant és GRB 190114C.
 

Un viatge de 4.500 milions d'anys llum

Les observacions òptiques també van permetre mesurar la distància que han recorregut els fotons: uns 4.500 milions d'anys llum.

L'emissió en el rang de TeV en la postluminescència s'havia predit teòricament, però mai no s'havia confirmat experimentalment. Ara toca estudiar totes les dades amb més detall, perquè, com assenyala Razmik Mirzoyan, un dels autors dels articles i portaveu de la Col·laboració MAGIC, "després de més de 50 anys des que es van descobrir els GRB, molts dels seus aspectes fonamentals segueixen sent un misteri". De moment, el que ja saben els astrofísics és que els GRB són encara més potents del que es pensava.

MAGIC ha publicat a "Nature" dos articles sobre aquest estudi. En un es parla del descobriment i l'altre és un estudi més complet on s'afegeixen dades d'altres instruments.