Una enorme explosión de rayos gamma detectada por el telescopio espacial Integral de la Agencia Espacial Europea ha impactado la Tierra. La explosión provocó importantes perturbaciones en la ionosfera de nuestro planeta. Estas perturbaciones suelen estar asociadas con eventos que involucran partículas energéticas en el Sol, pero este evento fue el resultado de la explosión de una estrella a casi dos mil millones de años luz de distancia. El análisis de las consecuencias de la explosión podría proporcionar información sobre extinciones masivas en la historia de la Tierra, dijo la Agencia Espacial Europea.
El 9 de octubre de 2022, muchos satélites de alta energía en órbita cerca de la Tierra, incluida la misión Integral de la ESA, detectaron una explosión de rayos gamma (GRB) extremadamente brillante y duradera.
“Hemos estado midiendo estallidos de rayos gamma desde la década de 1960, y estos son los más fuertes jamás medidos”, dice el coautor Pietro Ubertini del Instituto Nacional de Astrofísica de Roma, Italia, e investigador principal del instrumento IBIS de Intergral. Tan fuerte que su competidor más cercano es diez veces más débil. Estadísticamente, una explosión de rayos gamma tan fuerte como GRB 221009A llega a la Tierra sólo una vez cada 10.000 años.
A los 800 segundos de exposición a los rayos gamma, la explosión generó suficiente energía para activar detectores de rayos en la India. Los instrumentos en Alemania registraron durante varias horas señales de que la ionosfera terrestre estaba perturbada por la explosión. Esta cantidad extrema de energía dio al equipo la idea de estudiar el impacto de la explosión en la ionosfera de la Tierra.
La ionosfera es una capa de la atmósfera superior de la Tierra que contiene un gas cargado eléctricamente llamado plasma. Se extiende a una altitud de 50 a 950 km. Los investigadores la llaman ionosfera superior a altitudes superiores a 350 km y ionosfera inferior debajo. La ionosfera es tan delgada que las naves espaciales pueden mantener órbitas en la mayor parte de la ionosfera.
Una de esas naves espaciales es el Satélite Sísmico Electromagnético de China (CSES), también conocido como Zhangheng, una misión espacial chino-italiana. Fue lanzado en 2018 y monitorea la parte superior de la ionosfera en busca de cambios en su comportamiento electromagnético. Su objetivo principal es estudiar posibles conexiones entre los cambios en la ionosfera y la aparición de eventos sísmicos como los terremotos, pero también puede estudiar el impacto de la actividad solar en la ionosfera.
Tanto Mirko como Pietro son miembros del equipo científico del CSES y se dieron cuenta de que si el GRB creó la perturbación, el CSES debería haberlo visto. Pero no podían estar seguros. “Anteriormente buscamos este efecto en otras explosiones de rayos gamma, pero no vimos nada”, afirma Pietro.
En el pasado, se han observado explosiones de rayos gamma que afectan la parte inferior de la ionosfera durante la noche cuando se elimina la influencia solar, pero nunca la parte superior. Esto llevó a la creencia de que cuando llegó a la Tierra, la explosión del GRB ya no era lo suficientemente poderosa como para provocar un cambio en la conductividad ionosférica que condujera a un cambio en el campo eléctrico.
Sin embargo, esta vez, cuando los científicos observaron, su conclusión fue diferente. El efecto fue obvio y fuerte. Por primera vez vieron una intensa perturbación en forma de un fuerte cambio en el campo eléctrico en la parte superior de la ionosfera. “Es asombroso. Podemos ver cosas que suceden en el espacio profundo y que también afectan a la Tierra”, afirma Erik Kuulkers, científico del proyecto de la ESA.
Este GRB en particular ocurrió en una galaxia a casi 2 mil millones de años luz de distancia (es decir, hace dos mil millones de años), pero todavía tenía suficiente energía para afectar la Tierra. Si bien el Sol suele ser la principal fuente de radiación lo suficientemente fuerte como para impactar la ionosfera de la Tierra, este estallido de rayos gamma activa instrumentos típicamente diseñados para estudiar enormes explosiones en la atmósfera del Sol, conocidas como erupciones solares.
“Sorprendentemente, esta perturbación afectó a las capas más bajas de la ionosfera de la Tierra, situadas a sólo unas decenas de kilómetros sobre la superficie de nuestro planeta, dejando una huella comparable a la de una gran erupción solar”, afirma Laura Hayes, científica y física solar de la ESA. .
Esta huella se manifestó en forma de una mayor ionización en la parte inferior de la ionosfera. Se ha detectado en señales de radio de muy baja frecuencia que rebotan entre el suelo y la ionosfera inferior de la Tierra. “Básicamente, podemos decir que la ionosfera se ha ‘hundido’ a altitudes más bajas, y lo detectamos por la forma en que las ondas de radio se reflejan a lo largo de la ionosfera”, explica Laura, quien publicó estos resultados en 2022.
Esto refuerza la idea de que una supernova en nuestra galaxia podría tener consecuencias mucho más graves. “Ha habido mucho debate sobre las posibles consecuencias de una explosión de rayos gamma en nuestra galaxia”, afirma Mirko.
