Dos fotos de un mismo faro: cómo se descubrió la forma de un chorro cósmico ✎

Original: "The angular structure of the GW170817 jet from prompt emission alone"
· R. Moradi, R. Ruffini
arXiv:2609.04776v1 · 2026-09-04 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
Al comparar dos explosiones idénticas vistas desde ángulos distintos, se reconstruyó cómo se distribuye la luz en un chorro invisible.

Un faro ilumina de manera distinta según desde dónde se mire. Si un barco navega directamente hacia el haz, la luz parece deslumbrante. Si desde la costa solo se ve el borde del haz, el faro se ve tenue. Dos fotos del mismo faro desde ángulos distintos ayudan a entender cómo está hecha su luz. Así, aproximadamente, los científicos resolvieron el caso de dos explosiones cósmicas.

La primera explosión, GRB 090510, fue brillante como un faro de auto en la cara: la vimos casi exactamente a lo largo de su chorro. La segunda, GW170817, nació de la fusión de dos estrellas de neutrones y resultó ser un millón de veces más tenue. Durante mucho tiempo no se pudo entender qué ocurría: si la veíamos de lado o si el propio chorro tenía una estructura no uniforme.

Un chorro, o jet, es una corriente estrecha de material expulsado en una explosión a una velocidad cercana a la de la luz. El ángulo desde el que lo observamos determina cuán brillante nos parece.

Los científicos supusieron que ambas explosiones eran sistemas idénticos, solo que vistos desde ángulos distintos: la primera a lo largo del eje, la segunda con un ángulo de unos 20 grados. Compararon el brillo y el color de los dos estallidos y obtuvieron un número simple: la energía en el chorro crece como la velocidad del material elevada a 3.76. Esto significa que el chorro no es uniforme: en el centro es rápido y brillante, y hacia los bordes se desacelera y se atenúa. Esa explicación descartó varios modelos anteriores. Resultó que la debilidad de GW170817 no era un capricho del ángulo de visión, sino una propiedad del propio chorro. En nuestra línea de visión, el material simplemente irradia menos energía. Este hallazgo ayuda a comprender mejor cómo son las explosiones en el universo y por qué solo vemos una pequeña parte de ellas.

El retraso entre las ondas gravitacionales y la emisión gamma en GW170817 fue de 1.74 segundos. De ellos, 0.41 segundos se explican por la dispersión angular de la emisión, y el resto por el tiempo que tardó el chorro en atravesar la envoltura de material expulsado en la fusión.

En la novela «Contacto» de Carl Sagan, la señal del espacio llega como una secuencia de pulsos que los protagonistas descifran como una estructura. Aquí la estructura del chorro también se reconstruye a partir de dos pulsos, pero en lugar de un mensaje extraterrestre son dos estallidos gamma naturales vistos desde ángulos distintos.

n = \frac{\ln(E_{\mathrm{iso}}^{(A)}/E_{\mathrm{iso}}^{(B)})}{\ln(E_{\mathrm{p,i}}^{(A)}/E_{\mathrm{p,i}}^{(B)})}
El cociente de logaritmos de las energías isotropizadas y de las energías pico de dos estallidos da la pendiente de la energía emitida en función del factor de Lorentz.
E_{\mathrm{p,i}} \propto \Gamma(\theta_{\mathrm{v}})
La energía pico del espectro es proporcional al factor de Lorentz del material en la línea de visión.
R_{\gamma} = 2\Gamma^2(\theta_{\mathrm{v}}) c T_{\mathrm{ang}}
El radio donde se emite el estallido gamma queda determinado por el factor de Lorentz y el tiempo de dispersión angular.
Conceptos
estallido de rayos gamma