El 9 de octubre de 2022, los detectores terrestres registraron un estallido de rayos gamma de una fuerza sin precedentes. GRB 221009A fue tan brillante que su radiación ionizó las capas superiores de la ionosfera, y los instrumentos de los satélites quedaron temporalmente cegados. En el espectro de esta explosión, los astrónomos identificaron por primera vez de forma fiable una serie de líneas de emisión cuya energía cambiaba con el tiempo según una ley de potencias. La línea se comportaba como un viajero que pierde energía entre una multitud de electrones.

El modelo propuesto por los autores describe ese viaje. La línea nace en la subfotosfera del chorro (la región interna, opaca a la radiación) durante la aniquilación de pares electrón-positrón, es decir, la conversión de una partícula y su antipartícula en radiación. La energía inicial de los fotones es de 511 keV. Luego atraviesan un plasma denso con una temperatura electrónica de unos 2 keV y una densidad de 2×$10^9$ cm⁻³. En cada dispersión con un electrón, el fotón cede parte de su energía; este proceso se denomina down-Comptonización, o enfriamiento de los fotones. Como resultado, la energía de la línea cae de 37 a 6 MeV.

Los cálculos reprodujeron la evolución observada de la línea: la energía central disminuye según una ley de potencias con exponente -1.11, la anchura de la línea se mantiene en torno al 10% de la energía, y el flujo disminuye con exponente -1.94. Estos valores concuerdan con los datos dentro de los errores. El resultado clave es la restricción sobre los parámetros del plasma en el chorro: densidad electrónica de 2×$10^9$ cm⁻³ y temperatura de 2 keV. Esto indica la existencia de un plasma térmico denso en el chorro relativista, algo que no había sido confirmado por observaciones hasta ahora.

El trabajo combina por primera vez el proceso de down-Comptonización con la dinámica del chorro para explicar la evolución de la línea de emisión. Antes no se entendía por qué la línea evolucionaba según una ley de potencias ni qué mecanismo era responsable de sus propiedades. Ahora queda claro que la línea nace de la aniquilación de pares y luego se enfría mediante down-Comptonización en el denso plasma del chorro. Este método puede aplicarse para diagnosticar el plasma en otros estallidos de rayos gamma y en chorros astrofísicos. La línea se convierte en una herramienta que permite asomarse al interior de la eyección relativista y medir su densidad y temperatura. El viajero, abriéndose paso entre la multitud, cuenta cómo está organizada esa multitud.