Era la mañana del 9 de octubre de 2022 cuando observatorios y telescopios de todo el mundo registraron un gran destello. De inmediato mandaron una alerta a sus investigadores, pues se trataba de uno de los rayos gamma más energéticos de los que se tenga registro.

Científicos de todo el mundo comenzaron a analizar este fenómeno astrofísico. Los primeros resultados apuntaban a que era un evento cercano a nuestro planeta, e incluso se pensaba que era un breve destello de rayos X de una fuente no muy lejana a la Tierra dentro de la Vía Láctea.

Sin embargo, después de más estudios, se determinó que se trataba de una explosión de rayos gamma (GRB, gamma-ray burst) extremadamente potente, al cual bautizaron como GRB 221009A.

Este evento causó gran conmoción en toda la comunidad científica no sólo porque ha sido el más energético que se ha registrado -18 Tera electronvoltios (TeV)-, sino porque aún no se ha podido explicar científicamente.

En julio de 1976 se registró por primera vez este tipo de explosión, no tan colosal como el GRB 221009A, pero sí lo suficiente como para ser denominado “Bola de fuego”. En 2018 se registró otro más y en 2019 se vieron otros dos.

Cuando este tipo de rayos gamma vienen de tan lejos, como el GRB 221009A que ocurrió a 2 mil 400 millones de años luz, es poco común que lleguen a la Tierra, porque antes de llegar a nuestro planeta van interactuando con los fotones que hay en toda la galaxia y pierden su energía e incluso desaparecen.

Entonces, ¿cómo es que sí se han podido registrar algunos? Y no sólo eso, ¿cómo es que llegan con una energía de 18 TeV? Los científicos no lo saben, pero en los últimos años han tratado de explicarlo.

Pero hacerlo con el modelo actual que rige a la física, el famoso Modelo Estándar, es difícil; por tal razón, los físicos teóricos han echado mano de partículas hipotéticas que buscan dar respuesta a fenómenos o comportamientos que hasta ahora no se han podido explicar.

Ese mismo 9 de octubre, el doctor Sarira Sahu, investigador del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), recibió del Observatorio de Lluvia de Aire a Gran Altitud (LHAASO, por sus siglas en inglés), ubicado en China, la información de ese gran evento, y de inmediato se puso a analizarlo.

Junto con sus colegas Benjamín Medina-Carrillo y Gabriel Sánchez-Colón, ambos científicos del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Mérida y el doctor Subhash Rajpoot, de la Universidad Estatal de California en Long Beach, el doctor Sarira Sahu estudió esta explosión de rayos gamma y decidió explicarla a través de su modelo denominado “Modelo Fotohadrónico”.

A través de este modelo, el doctor Sahu propone qué, cuando los protones de altas energías chocan con los fotones de baja energía dentro del fondo del jet producido en la explosión GRB, se producen piones, los cuales pueden ser cargados o neutros. Estos últimos van a decaer en nuevos fotones, ahora de mayor energía, en tanto que los cargados van a decaer en neutrinos. Son los fotones re-energizados los que pueden llegar a ser detectados con los instrumentos astrofísicos que hay en la Tierra.

Esta explicación fue publicada el pasado 11 de enero en una de las revistas científicas más prestigiadas del área de astrofísica, The Astrophysical Journal Letters (ApJ Letters) 942 L30, bajo el título “Deciphering the ~18 TeV photons from GRB 221009A”.

Por la relevancia del trabajo realizado por el doctor Sarira Sahu y sus colaboradores, este artículo recientemente fue mencionado en los "Research highlights" de Nature Astronomy.

Cabe destacar que otros trabajos que el doctor Sarira Sahu ha publicado respecto a su “Modelo Fotohadrónico”, en los cuales ha explicado los avistamientos de rayos gamma ultra energéticos reportados en 2018 (GRB180720B) y 2019 (GRB190114C y GRB190829A) también han sido publicados en las revistas ApJ y ApJ Letters.

Con estas publicaciones el Modelo Fotohadrónico que el doctor Sarira Sahu propone, se refuerza; sin embargo, falta que experimentalmente se compruebe la presencia de estos fotones de baja energía en el fondo del jet producido en la GRB. Aún está por demostrarse experimentalmente que la interacción de los protones de alta energía con los fotones de fondo de baja energía en el jet de la explosión produce fotones de muy alta energía. Para confirmar o descartar esta afirmación, es necesario observar en los próximos años muchos más fotones de alta energía de este tipo, procedentes de diferentes GRB.