"Vemos al día tres destellos de rayos gamma, pero habrá unos tres millones"

A lvaro de Rújula, físico teórico del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), huye de la senda fácil que le brinda su posición como científico respetado por la comunidad científica internacional, y no duda en zambullirse en un terreno paralelo, la astrofísica, con el que siempre ha coqueteado. Lleva tiempo ocupándose de los misteriosos destellos de rayos gamma, unos fenómenos mal explicados hasta ahora y que muchos consideran los más energéticos del universo después del Big Bang. Apasionantes sí que son estos destellos, pero no son tan energéticos y empiezan, además, a ser menos misteriosos, según De Rújula y sus colegas Shlomo Dado y Arnon Dar, del Instituto Technion de Haifa, en Israel. Ellos han propuesto una explicación sencilla y elegante que se ajusta bien a las observaciones de estos fenómenos. La publicación de su teoría en prestigiosas revistas científicas, como Astronomy and Astrophysics y The Astrophysical Journal, ha producido enconadas reacciones de algunos especialistas. Con toda su pasión por la física y su capacidad para hacer parecer fáciles a los inexpertos los vericuetos más difíciles de la ciencia, De Rújula explicó qué son estos destellos de rayos gamma en una conferencia que impartió recientemente en la Facultad de Física de la Universidad Complutense.

"En nuestra galaxia hay una supernova de éstas cada cien años más o menos"

"Los satélites, sin duda, influirán en nuestra comprensión de estos misteriosos fenómenos"

Pregunta: ¿Qué son los destellos de rayos gamma?

Respuesta: Eso se preguntarían, quizás con palabrota de exclamación intercalada, quienes los descubrieron en los años sesenta, que eran militares estadounidenses que observaban con satélites si los rusos obedecían el tratado que prohibía realizar explosiones nucleares no subterráneas. Estos satélites, Vela, tenían detectores de rayos X -que el calor de una explosión emitiría- y de rayos gamma -que la radioactividad resultante generaría-. Los rayos X y gamma no son sino partículas de luz de alta o de muy alta energía. Los americanos, que siempre pretenden que el enemigo tiene armas y medios impresionantes, temían incluso que los rusos hicieran pruebas en el lado oculto de la Luna.

P. ¿Y qué descubrieron?

R. Descubrieron breves pero intensísimos destellos que no procedían ni de la Luna ni de la URSS, pero lo mantuvieron en secreto durante una buena temporada, como buenos militares. Más de 30 años después todavía no sabemos exactamente qué los produce.

P. ¿Siguen siendo fenómenos totalmente misteriosos?

R. Ya menos. Durante muchos años se sabía poco porque lo único que se detectaba eran esos destellos, tan breves -duran entre una milésima de segundo y mil segundos- que no daba tiempo de averiguar bien de dónde venían. Pero en los últimos años ha habido satélites capaces de localizar la dirección de donde viene el destello de forma muy precisa y ha sido posible mirar en esa dirección con otros detectores, por ejemplo con telescopios de luz visible. Así se descubrió que los destellos tienen secuelas, es decir, que después de los fotones de muy alta energía siguen llegando durante mucho tiempo otros de menor energía: rayos X, ondas radio o luz visible. Gracias a sus secuelas sabemos que los destellos proceden de galaxias lejanas y que sus fuentes son cosmológicas, es decir, que están distribuidas uniformemente en el universo.

P. ¿Se asocian a algún tipo de objeto celeste concreto?

R. Poco a poco la idea de que están relacionados con explosiones estelares, o supernovas, se va haciendo más y más fehaciente. En varios casos vemos que en el mismo sitio de donde procede el destello se ve también una supernova. Mi colega Dar ha defendido esto desde hace muchos años y nadie se lo creía.

P. ¿Los destellos, son las famosas bolas de fuego?

R. Así se llama, efectivamente, la vieja teoría generalmente aceptada. Según ella, un fenómeno misterioso produce cáscaras de un material también misterioso que consiste en pares de electrones y positrones, materia y antimateria, algo que no existe en la naturaleza de modo normal. No está nada claro cómo producir ese material, pero esas cáscaras, expandiéndose a enorme velocidad, chocarían unas con otras produciendo los destellos gamma; y cuando todo el conjunto de capas chocase contra la materia interestelar normal se produciría la secuela.

P. No le convence esta idea.

R. Es inconsistente y además no explica bien las observaciones; para entender cada una de las secuelas observadas hay que introducir chapuzas que ajusten esto y aquello. Me recuerda bastante a los epiciclos con los que se describían las órbitas de los planetas antes de que Copérnico cayese en que era mucho más sencillo si los planetas girasen alrededor del Sol, y no de una manera alambicada alrededor de la Tierra.

P. También se ha dicho que los destellos de rayos gamma son los fenómenos más energéticos después del Big Bang.

R. En la teoría estándar, efectivamente, la cantidad de energía necesaria para producir los destellos es enorme, porque si fuesen explosiones esféricas o casi, como dicen, se requeriría a veces mas energía de la que se produciría si el sol chocase con un antisol, aniquilándose mutuamente. Esto es muy difícil creérselo, es casi absurdo. En las observaciones, la evidencia cada vez es más clara de que los destellos de rayos gamma son chorros en una determinada dirección, no una explosión en todas las direcciones, sino algo que vemos sólo cuando apunta al observador. Si es algo que apunta en una dirección concreta hace falta mucha menos energía para producirlo que si apunta a todas partes a la vez.

P. ¿Como salir de ese atolladero de lo "absurdo"?

R. Tengo que dar un paso atrás en la explicación, aunque ya te di una pista. Hay muchos objetos celestes observados que emiten materia muy colimada en una dirección, tales como los agujeros negros que hay en el centro de muchas galaxias. Desde sus cercanías, de cuando en cuando, se emite una gran cantidad de materia en una dirección que viaja como una bola de cañón, sin expandirse, y se va parando poco a poco a medida que choca con la materia intergaláctica. No entendemos bien cómo pasan estas cosas, pero sí un poquito: son fenómenos de acreción en los cuales parte de una gran cantidad de materia cayendo sobre un agujero negro se escupe hacia fuera desde cerca del agujero, con una energía fenomenal, pero no absurda. Probablemente es semejante a lo que pasa cuando uno deja caer una bola pesada sobre una superficie de agua y al estrujarse el agujero por el que ha entrado la bola al agua, sale disparada una gotita hacia arriba.

P. ¿Y que tiene esto que ver con los destellos de rayos gamma?

R. Es posible que pase lo mismo en una supernova: cuando el centro de la estrella colapsa produciendo una estrella de neutrones, o un agujero negro, una parte del resto de la estrella que caiga sobre este objeto compacto recién formado puede producir un cañonazo o una serie de cañonazos en una determinada dirección, que sólo vemos cuando nos apunta. Esas bolas de cañón disparadas por supernovas darían lugar a los destellos de rayos gamma. Pese a su sencillez, esta teoría describe con mucha precisión y éxito las observaciones de los destellos y de sus secuelas.

P. ¿De qué están hechas las bolas de cañón?

R. De materia normal, como tu y como yo, es materia de la estrella cuyas capas exteriores han explotado y vemos como una supernova.

P. ¿Y qué tamaño tienen?

R. Tienen una fracción de la masa de la Tierra pero una densidad muy pequeña, así que son muchísimo más grandes.

P. ¿A qué distancia están los objetos que producen los destellos?

R. Están en todas las galaxias del universo visible. En todas ellas explotan supernovas y todas las supernovas de cierto tipo producen destellos de rayos gamma. De ellos vemos aquí unos tres al día, y no vemos unos tres millones, que no apuntan a la Tierra. En nuestra galaxia hay una supernova de éstas cada cien años, mas o menos, pero hay que esperar unos 100 millones de años para que uno de sus chorros de rayos gamma nos apunte. Menos mal, porque sería un cañonazo a quemarropa.

P. ¿Cómo se mete en esto un físico de partículas elementales como usted?

R. Como Pedro por su casa. Un físico de partículas es un físico de altas energías y de aceleradores. Y estos destellos de rayos gamma los generan aceleradores cósmicos que producen partículas de muy alta energía.

P. Les ha costado mucho tiempo y esfuerzo a usted y a sus colegas que su teoría sea aceptada en las revistas científicas. ¿Por qué? ¿Es que a los astrofísicos les fastidia que los físicos de partículas se metan en el universo?

R. No sé si es eso, pero la mayoría tiende a aceptar sólo las cosas que han oído durante mucho tiempo y si surgen explicaciones distintas de lo que ellos creen... hay terrenos en que la gente tarda mucho en digerir ciertas cosas que no tienen más remedio que aceptar a la larga.

P. ¿Serán útiles para aclarar esto de los destellos los nuevos telescopios en órbita?

R. Sí, esperamos que Integral tendrá cosas importantes que decir. También están Newton-XMM y Chandra, dos telescopios de rayos X que están ya observando destellos de rayos gamma y localizando sus secuelas y que, sin duda, influirán en nuestra comprensión de estos misteriosos fenómenos. Yo creo que los estamos descifrando y que podemos ya decir "caliente, caliente".