Destellos cósmicos que vemos incompletos exprés
Un estallido de rayos gamma es una explosión breve pero increíblemente potente en una galaxia lejana. En unos segundos libera tanta energía como el Sol emitirá en miles de millones de años. El satélite Neil Gehrels Swift capta estos destellos con un telescopio especial llamado BAT, que ve rayos gamma.
Los astrónomos decidieron comprobar qué pasaría si el mismo estallido ocurriera más lejos de nosotros. Tomaron 26 estallidos brillantes cuya distancia ya se había medido y, con una computadora, los 'alejaron' varias veces más. Así obtuvieron estallidos lejanos artificiales, como si miráramos el mismo fuego artificial desde una distancia mayor.
Resultó que en los estallidos lejanos la duración medida se vuelve menor que la real. La energía también se subestima, a veces hasta la mitad, y la duración incluso decenas de veces. Además, esto ocurre de manera distinta en cada estallido: todo depende de la forma de su curva de luz, es decir, de cómo cambió el brillo con el tiempo.
Luego compararon los estallidos lejanos artificiales con los reales que ya había observado Swift. Eran similares. Esto significa que el hecho de que los estallidos lejanos parezcan más cortos y débiles no es una propiedad de las explosiones en sí, sino simplemente un efecto de la distancia. Vemos solo la punta del iceberg, y la mayor parte del destello queda bajo el agua.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2602.03032
We investigated how Gamma-Ray Burst (GRB) prompt emission measurements are affected by increasing distance to the source. We selected a sample of 26 bright GRBs with measured redshifts $$z<1$$ observed by the Burst Alert Telescope (BAT) on board the Neil Gehrels Swift Observatory (Swift) and simulated what BAT would have observed if the GRBs were at larger redshifts. We measured the durations of the simulated gamma-ray signals using a Bayesian block approach and calculated the enclosed fluences and peak fluxes. As expected, we found that almost all durations (fluences) measured for simulated high-$$z$$ GRBs were shorter (less) than their true durations (energies) due to low signal-to-noise ratio emission becoming completely dominated by background, i.e., the ``tip-of-the-iceberg'' effect. This effect strongly depends on the profile and intensity of the source light curve. Due to the uniqueness of GRB light curves, there is no common behavior in the evolution of measured durations with redshift. We compared our synthetic high-$$z$$ (i.e., $$z>3$$) GRBs to a sample of 72 observed high-$$z$$ bursts and found that the two samples were not inconsistent with being drawn from the same underlying population. We conclude that: (i) prompt emission durations (fluences) of high-$$z$$ GRBs observed by Swift/BAT are most likely underestimations, sometimes by factors of $$\sim$$several tens ($$\sim2$$), and (ii) changes in the average GRB prompt emission duration and fluence with increasing redshift are consistent with the tip-of-the-iceberg effect.
El estallido de rayos gamma más lejano conocido nos llegó de una galaxia cuya luz viajó durante más de 13 mil millones de años, casi tanto como la edad del universo.
En la novela 'Contacto' de Carl Sagan, la protagonista capta una señal extraterrestre que al principio parece ruido, igual que los astrónomos separan la cola débil de un estallido de rayos gamma del fondo.