Nueva forma de medir el universo distante

Explosiones de rayos gamma para determinar el espacio

Imagen conceptual de esta investigación: uso de ráfagas de rayos gamma para determinar la distancia en el espacio. Crédito: NAOJ

Usando explosiones que rompen estrellas para medir el universo.

Un equipo multinacional de 23 científicos, dirigido por Maria Dainotti, profesora adjunta del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), analizó datos de archivo de explosiones cósmicas masivas producidas por la muerte de estrellas y descubrió un nuevo método para medir distancias en los confines de la Tierra. el universo.

Es difícil obtener una sensación de profundidad en el espacio ya que no hay puntos de referencia. Un método utilizado por los astrónomos es buscar “velas estándar”, objetos o eventos cuyo brillo absoluto (lo que vería si estuviera justo al lado) está determinado por la física subyacente como constante.

Esto permite estimar la distancia a la vela estándar y, por extensión, a otros objetos en la misma región comparando el brillo absoluto previsto con el brillo aparente (lo que realmente se ve desde la Tierra). La escasez de velas estándar lo suficientemente brillantes como para ser vistas desde más de 11 mil millones de años luz de distancia ha obstaculizado la investigación del Universo distante. Los estallidos de rayos gamma (GRB), estallidos de radiación causados ​​por la desaparición de estrellas enormes, son visibles, aunque su brillo depende de las características de la explosión.

Asumiendo el desafío de usar estos eventos brillantes como velas estándar, el equipo examinó datos de archivo para observaciones de luz visible de 500 GRB tomadas por telescopios de clase mundial como el Telescopio Subaru (propiedad y operado por NAOJ), RATIR y satélites como el Observatorio Neil Gehrels Swift.

Los científicos encontraron una clase de 179 GRB con rasgos comunes y probablemente causados ​​por eventos similares al estudiar el patrón de la curva de luz de cómo el GRB se ilumina y se atenúa con el tiempo. El equipo pudo determinar un brillo y una distancia únicos para cada GRB en función de las características de las curvas de luz, que podrían utilizarse como una herramienta cosmológica.

Estos hallazgos proporcionarán nuevos conocimientos sobre la mecánica detrás de esta clase de GRB y proporcionarán una nueva vela estándar para observar el Universo distante. El autor principal, Dainotti, había encontrado previamente un patrón similar en las observaciones de rayos X de los GRB, pero se ha revelado que las observaciones de luz visible son más precisas para determinar los parámetros cosmológicos.

Referencia: “Las correlaciones ópticas bidimensionales y tridimensionales del plano fundamental para casi 180 resplandores posteriores de ráfagas de rayos gamma con Swift/UVOT, RATIR y el telescopio Subaru” por MG Dainotti, S. Young, L. Li, D. Levine, 1999; Kalinowski KK, Kann DA, Tran B, Zambrano-Tapia L, Zambrano-Tapia A, Cenko SB, Fuentes M, Sanchez-Vazquez EG, Oates SR, Strawberry N, Becerra RL, Watson AM, Butler NR, Gonzalez JJ, Kutyrev AS, Lee WH, Prochaska JX, Ramirez-Ruiz E, Richer MG y Zola, 21 de julio de 2022, La serie de suplementos de la revista astrofísica.
DOI: 10.3847/1538-4365/ac7c64

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