Señaladores láser en el espacio: por qué los chorros estrechos de los estallidos de rayos gamma generan partículas récord ✛

Original: "Testing Narrow-jet Gamma-Ray Bursts as Sources of Ultrahigh-Energy Cosmic Rays"
arXiv:2608.27197v1 · 2026-08-27 · CC BY 4.0 · 1 min
Los raros estallidos de rayos gamma con chorros muy estrechos y cercanos podrían ser las principales fuentes de las partículas más energéticas, sin generar radiación adicional.

Una partícula con energía de $10^{18}$ eV es como una pelota de tenis que viaja a 200 km/h. ¿De dónde salen estos proyectiles? Los estallidos de rayos gamma son explosiones potentes que expulsan materia en un haz estrecho, como un reflector. La mayoría de estos haces son anchos, como la luz de una linterna. Pero hay raros que son estrechos, como un puntero láser. Golpean con más precisión y desperdician menos energía.

Un chorro estrecho entrega a las partículas cinco veces más energía en relación con su luz que uno ancho. Por eso acelera partículas de manera más eficiente y produce menos radiación secundaria.

Los autores consideraron chorros estrechos en el universo cercano, a no más de 4 mil millones de años luz. La cercanía es importante: las partículas no pierden energía en el camino. El modelo coincidió con los datos del Observatorio Pierre Auger: la composición de partículas resultó ser 65% protones y 34% helio, tal como se observa. Los flujos predichos de neutrinos y radiación gamma no superan lo que ven los detectores. Antes no se entendía cómo los estallidos de rayos gamma podían producir las partículas necesarias sin radiación adicional. Ahora está claro: los raros chorros estrechos cercanos resuelven este problema.

El estallido de rayos gamma GRB 221009A fue tan brillante que se le llamó 'el más brillante de todos los tiempos' (BOAT, por sus siglas en inglés: Brightest Of All Time). Su chorro tenía un ángulo de apertura de solo 0.8 grados, como si el haz de una linterna a un kilómetro de distancia iluminara una moneda.

La idea de que explosiones cósmicas raras y poderosas puedan ser fuentes de las partículas más energéticas resuena con el concepto de 'estallidos de rayos gamma como arma' de la ciencia ficción, por ejemplo en la novela 'Hyperion' de Dan Simmons, donde fenómenos similares se asocian con eventos catastróficos.

Científicos
Bernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip ThorneRainer WeissAlbert Einstein
Conceptos
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