Universe  ID: 13886

NASA's Fermi Spots 'Fizzled' Burst from Collapsing Star

On Aug. 26, 2020, NASA’s Fermi Gamma-ray Space Telescope detected a pulse of high-energy radiation that turned out to be one for the record books – the shortest gamma-ray burst (GRB) caused by the death of a massive star ever seen.

GRBs are the most powerful events in the universe. Astronomers classify them as long or short based on whether the event lasts for more or less than two seconds. They observe long bursts in association with the demise of massive stars, while short bursts have been linked to a different scenario.

Named GRB 200826A, the event is definitely a short-duration GRB, but other properties point to its origin from a collapsing star.

When a star much more massive than the Sun runs out of fuel, its core suddenly collapses and forms a black hole. As matter swirls toward the black hole, some of it escapes in the form of two powerful jets that rush outward at almost the speed of light in opposite directions. Astronomers only detect a GRB when one of these jets happens to point almost directly toward Earth. Each jet drills through the star, producing a pulse of gamma rays – the highest-energy form of light – that can last up to minutes. Following the burst, the disrupted star then rapidly expands as a supernova.

To prove the blast came from a dying star, a team led by Tomás Ahumada, a doctoral student at the University of Maryland, College Park and NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, searched for the GRB’s fading afterglow and the emerging light of the supernova explosion that followed.

GRB 200826A was a sharp blast of high-energy emission about a second long when it was detected by Fermi’s Gamma-ray Burst Monitor. NASA’s Wind and Mars Odyssey missions also saw it, as did ESA's (the European Space Agency’s) INTEGRAL satellite, which enabled astronomers to narrow the burst's location in the sky.

They quickly located the afterglow using the Zwicky Transient Facility (ZTF) at Palomar Observatory. Twenty-eight days after the burst, the team detected the light of a supernova in the burst's host galaxy, proving the blast came from the demise of a massive star. The astronomers describe the GRB as a fizzle, where weak jets lasted just long enough to breach the star's surface before shutting down. If the jets had been any weaker, the burst might not have occurred at all.


El 26 de agosto de 2020, el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA detectó un pulso de radiación de alta energía que resultó ser uno para los libros de récords – el brote de rayos gamma más corto causado por la muerte de una estrella masiva jamás visto.

Los brotes de rayos gamma (GRB por sus siglas en inglés) son los eventos más potentes del universo. Los astrónomos los clasifican como largos o cortos en función de si el evento dura más o menos de dos segundos. Los brotes de rayos gamma largos se observan en asociación con la muerte de estrellas masivas, mientras que los estallidos cortos se han relacionado con un escenario diferente.

Nombrado GRB 200826A, el evento es definitivamente un GRB de corta duración, pero otras de sus propiedades apuntan a que su origen es una estrella que colapsó.

Cuando una estrella mucho más masiva que el Sol se queda sin combustible, su núcleo colapsa repentinamente y forma un agujero negro. A medida que la materia cae hacia el agujero negro, parte de ella escapa en forma de dos potentes chorros que se precipitan hacia el exterior casi a la velocidad de la luz en direcciones opuestas. Los astrónomos sólo detectan un GRB cuando uno de estos chorros apunta casi directamente hacia la Tierra. Cada chorro perfora la estrella, produciendo un pulso de rayos gamma – la forma de luz de mayor energía y – que puede durar hasta minutos. Después del estallido, la estrella se expande rápidamente como una supernova.

Para demostrar que la explosión provino de una estrella moribunda, un equipo dirigido por Tomás Ahumada, un estudiante de doctorado en la Universidad de Maryland, College Park y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, buscó el resplandor del GRB y la luz emergente proveniente de la supernova que le siguió.

El GRB 200826A fue una breve explosión de emisión de alta energía que duró aproximadamente un segundo de duración cuando fue detectada por el monitor de ráfagas de rayos gamma de Fermi. Las misiones Wind y Mars Odyssey de la NASA también lo detectaron, al igual que el satélite INTEGRAL de la ESA (la Agencia Espacial Europea), lo que permitió a los astrónomos reducir la ubicación de la explosión en el cielo.

Rápidamente localizaron el resplandor posterior a la explosión utilizando la Zwicky Transient Facility (ZTF) en el Observatorio Palomar. Veintiocho días después de la explosión, el equipo detectó la luz de una supernova en la galaxia anfitriona de la explosión, lo que demuestra que la explosión provino de la muerte de una estrella masiva. Los astrónomos describen este GRB como una fuga de rayos gamma, donde los chorros débiles duraron justo lo suficiente como para romper la superficie de la estrella antes de apagarse. Si el GRB hubiese sido ligeramente mas débil, el estallido podrían no haber ocurrido en absoluto.

For More Information

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/nasa-s-fermi-spots-a-supernova-s-fizzled-gamma-ray-burst


Credits

Scott Wiessinger (KBRwyle): Producer
Francis Reddy (University of Maryland College Park): Lead Science Writer
Chris Smith (KBRwyle): Lead Animator
Barb Mattson (University of Maryland College Park): Narrator
Tomás Ahumada (University of Maryland College Park): Scientist
Tomás Ahumada (University of Maryland College Park): Narrator (Spanish)
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NASA's Goddard Space Flight Center. However, individual items should be credited as indicated above.