En pocas palabras
En el espacio ocurren estallidos tan brillantes que pueden durar desde unos segundos hasta varias horas. Algunos nacen cuando chocan estrellas muertas y otros, cuando una estrella enorme se derrumba; pero los estallidos más extraños todavía desconciertan a los científicos. Estudiarlos ayuda a entender cómo se formaron elementos como el oro y cómo cambiaron las galaxias antiguas.
Destellos que parecían pruebas nucleares
Estas explosiones no se descubrieron con un observatorio diseñado para explorar los confines del universo, sino gracias a un programa militar de la Guerra Fría. En la década de 1960, Estados Unidos lanzó los satélites Vela para vigilar la Tierra y detectar señales que pudieran revelar pruebas de armas nucleares. El 2 de julio de 1967, dos satélites registraron una señal extraña. Al principio parecía la señal de una explosión nuclear, pero su patrón no coincidía con el que se esperaba de una prueba en la Tierra y todo indicaba que procedía del espacio.
Al analizar los datos de los satélites, los científicos encontraron otros 16 sucesos parecidos, registrados entre julio de 1969 y julio de 1972. Al comienzo, la información se mantuvo en secreto. Los resultados se hicieron públicos en 1973, una vez que se confirmó que las señales no correspondían a una prueba soviética clandestina. Como todavía no podían explicar el fenómeno, los investigadores lo llamaron estallidos de rayos gamma, o GRB, por sus siglas en inglés.
Durante las décadas siguientes, varios observatorios espaciales ayudaron a detectar miles de estos estallidos. Entre ellos estuvieron el Observatorio de Rayos Gamma Compton de la NASA y el observatorio europeo INTEGRAL; más adelante se sumaron Fermi y Swift, también de la NASA. Las observaciones demostraron que no eran señales de explosiones terrestres ni fenómenos imaginarios, sino sucesos naturales en objetos muy lejanos. Hoy se detecta, en promedio, alrededor de un estallido por día, aunque muchos pasan inadvertidos porque sus haces no apuntan hacia nosotros.
¿Qué hace tan potente a un destello?
La energía de un estallido no se dispersa por igual en todas las direcciones. En los escenarios más conocidos, salen dos chorros estrechos desde las cercanías de un agujero negro, en direcciones opuestas. Están formados por materia extremadamente caliente y partículas que se desplazan casi a la velocidad de la luz. Se cree que entre ellas hay electrones y positrones, y quizá también protones; los campos magnéticos podrían ayudar a guiarlas. Por lo general, solo vemos el chorro que, por casualidad, apunta más o menos hacia la Tierra.
Los estallidos duran tiempos muy distintos. Durante mucho tiempo, los científicos los clasificaron de manera sencilla en dos grupos: los breves, que no superan los 2 segundos, y los largos, que duran decenas de segundos. Los primeros suelen relacionarse con la fusión de dos estrellas de neutrones, restos estelares pequeños y de densidad extraordinaria. Los segundos se asociaban, en general, con el colapso de una estrella enorme. En ambos casos puede acumularse materia alrededor del agujero negro recién formado; parte cae en él y otra parte puede salir disparada por los chorros. La cantidad de materia disponible y la rapidez con que cae influyen en cuánto tiempo permanecen activos.
En apenas unos segundos, un estallido de rayos gamma puede liberar tanta energía como la que el Sol producirá a lo largo de toda su vida. Otra comparación estima que su potencia equivale a cerca de un millón de billones de billones de bombas como la de Hiroshima. Estos sucesos superan en intensidad a las supernovas, aunque estas ya figuran entre los fenómenos más energéticos del cosmos. Sin embargo, las enormes distancias reducen la energía que llega hasta la Tierra: la mayoría de los estallidos observados procede de galaxias situadas a miles de millones de años luz.
Si uno de estos chorros alcanzara directamente un planeta situado a unos pocos miles de años luz, podría causar daños en su atmósfera. El físico y astrofísico Brian Thomas, de Washburn University, estudió la posibilidad de que algo así afectara a la Tierra. La radiación podría romper moléculas de oxígeno y nitrógeno y favorecer la formación de óxidos de nitrógeno, que destruyen el ozono. Si la capa de ozono se debilitara durante casi una década, los seres vivos quedarían más expuestos a la radiación ultravioleta. Pero se trata de una posibilidad hipotética y extremadamente improbable, no de un peligro cotidiano.
Fábricas cósmicas de elementos que encontramos en la Tierra
Los estallidos también pueden ayudar a explicar de dónde vienen algunos de los materiales que forman el mundo que nos rodea. En su interior, las primeras estrellas produjeron hidrógeno, helio y elementos más pesados, hasta llegar al hierro. Para crear muchos de los elementos aún más pesados se necesitan ambientes con abundantes neutrones libres. Los núcleos atómicos pueden capturarlos con rapidez en un proceso conocido como captura rápida de neutrones, o proceso r.
Se cree que cerca de la mitad de los elementos más pesados que el hierro se forman de esta manera. Entre ellos están el oro, el platino, el uranio, el torio y el yodo. Las condiciones adecuadas podrían darse cuando chocan dos estrellas de neutrones o durante algunos colapsos estelares especialmente violentos. Por eso, observar un destello no solo permite investigar su origen: también ayuda a seguir el rastro de elementos con funciones muy distintas. El yodo participa en las hormonas de la tiroides, el uranio contribuye al calor del interior de la Tierra, y el oro y el platino son metales importantes para usos culturales e industriales.
En 2017 llegó una prueba destacada. El 17 de agosto, los observatorios LIGO, de Estados Unidos, y Virgo, de Italia, detectaron ondulaciones del espacio-tiempo procedentes de la galaxia NGC 4993, situada a unos 130 millones de años luz, en la constelación de Hidra. Las características de la señal indicaban que los dos objetos implicados eran estrellas de neutrones que habían chocado. Poco después, el telescopio Fermi detectó desde la misma dirección un destello de rayos gamma, al que se dio el nombre de GRB 170817A.
El suceso también produjo un resplandor llamado kilonova, asociado con la expulsión de materia rica en neutrones, un entorno propicio para crear elementos pesados. Según un cálculo, la cantidad de oro y platino producida pudo equivaler a diez veces la masa de la Tierra. La importancia de la observación no estuvo en resolver todas las incógnitas, sino en reunir en un mismo suceso ondas gravitacionales, rayos gamma y el resplandor posterior. Esa combinación ofreció un respaldo sólido a la idea de que las fusiones de estrellas de neutrones producen algunos de los elementos más pesados.
Estallidos largos que pusieron en duda la clasificación
Las reglas parecían claras hasta que, en diciembre de 2021, apareció un caso inesperado. GRB 211211A se detectó en una galaxia situada a 1,1 mil millones de años luz y duró cerca de 50 segundos, un tiempo propio de los estallidos largos que suelen asociarse con el colapso de una estrella masiva. Sin embargo, un equipo que incluía a la astrónoma Jillian Rastinejad, de University of Maryland, College Park, observó el suceso con telescopios en Hawái y Arizona y no encontró las señales esperadas de una supernova. En cambio, detectó un resplandor rojizo compatible con la producción de elementos pesados en una kilonova.
El estudio, publicado en 2022, mostró que el suceso no siguió el patrón habitual previsto para el colapso de una estrella masiva, aunque su explicación sigue en debate. Tal vez se fusionaron dos estrellas de neutrones, pero la duración plantea una pregunta: ¿cómo pudieron sus restos alimentar chorros durante 50 segundos? Una posibilidad es que un agujero negro desgarrara una estrella de neutrones compañera y que la gran cantidad de materia resultante cayera poco a poco en él. Otra propuesta sostiene que se formó un disco grande de materia alrededor de los restos de la fusión, lo que prolongó el suministro de combustible para los chorros. Por su parte, el astrofísico Eric Burns, de Louisiana State University, planteó que el segundo objeto pudo ser una enana blanca, el resto de una estrella más pequeña, como el Sol. En ese caso, el agujero negro podría tardar más en devorarla.
En 2023 se detectó GRB 230307A, que duró 200 segundos y no mostró señales claras de una supernova. Los astrónomos apuntaron el telescopio espacial James Webb hacia su origen y detectaron una señal de telurio en luz infrarroja, un elemento relacionado con el proceso r. El hallazgo reforzó la posibilidad de que hubieran participado estrellas de neutrones, pero no explicó cómo pudo producirse un estallido tan largo. Las ondas gravitacionales quizá habrían permitido identificar la naturaleza de los objetos, pero LIGO y Virgo estaban fuera de servicio por mantenimiento en ese momento.
El más brillante de todos no reveló todos sus secretos
El 9 de octubre de 2022, los científicos detectaron otro suceso que llegó a conocerse como el más brillante de todos los tiempos, o BOAT. Se originó a 2,4 mil millones de años luz. Su chorro llegó a la Tierra con tanta intensidad que saturó temporalmente los instrumentos de los observatorios orbitales de rayos gamma. El flujo de estos rayos duró más de diez minutos. Además, el fenómeno afectó las capas altas de la atmósfera y se observaron alteraciones en las comunicaciones por radio y en la actividad de los detectores de rayos en India.
Se cree que el estallido se originó cuando colapsó una estrella con una masa de hasta 30 veces la del Sol y se formó un agujero negro. Los astrónomos estimaron que un suceso de semejante intensidad podría alcanzar la Tierra una vez cada 10.000 años. Meses después de la explosión, el telescopio espacial James Webb logró identificar la supernova asociada. Los científicos esperaban encontrar rastros de elementos pesados producidos por el colapso de la estrella, pero las observaciones no revelaron pruebas claras de ellos. Así, el estallido no resolvió el misterio del origen de los elementos pesados y planteó una pregunta más: ¿producen los colapsos estelares menos elementos de los que esperábamos?
Siete horas de radiación intermitente
El 2 de julio de 2025, el telescopio Fermi registró un nuevo suceso, identificado como GRB 250702B. Procedía de una galaxia polvorienta situada a unos 8 mil millones de años luz. Se calculó que su energía equivalía a la radiación que emitirían 1.000 soles durante 10 mil millones de años. No fue más brillante que BOAT, pero batió un récord de duración: se prolongó durante al menos siete horas. Además, pareció apagarse y volver a encenderse tres veces.
Es difícil explicar el fenómeno como una explosión estelar común que ocurre una sola vez. Una de las ideas propuestas es que el chorro se tambaleaba y entraba y salía de nuestro campo de visión, de modo que la emisión parecía detenerse y reanudarse. Pero eso no resuelve el problema de la duración. Si la estrella en colapso girara más rápido, podría tardar más en tragarse la materia; sin embargo, una rotación demasiado veloz quizá le impediría completar el colapso necesario. Por eso, varios equipos buscaron una explicación más inusual, entre ellos uno dirigido por la estudiante de posgrado Eliza Knights y Brian Thomas.
Uno de los modelos propone que un agujero negro pequeño, con una masa de unas tres veces la del Sol y un diámetro cercano a 10 millas, orbitaba una estrella de poca masa. Es posible que primero empezara a extraer hidrógeno de la estrella, dejando atrás un núcleo de helio, y que luego se hundiera en su interior para devorar y desgarrar su materia. Según esta hipótesis, el núcleo de la estrella caería hacia el agujero negro mientras los chorros saldrían de sus polos y atravesarían la envoltura estelar, que a su vez podría estallar como una supernova. Es una explicación posible, no una conclusión definitiva: hasta ahora el suceso es único, y un solo estallido no basta para elegir un modelo con confianza.
Conclusión
Los estallidos de rayos gamma muestran algunos de los fenómenos más extremos del universo, pero no son solo destellos lejanos. Permiten estudiar cómo se comporta la materia cerca de los agujeros negros, poner a prueba las ideas sobre el origen de los elementos pesados y explorar galaxias antiguas. Sucesos como la fusión de estrellas de neutrones de 2017 confirmaron que algunas hipótesis eran acertadas; otros, observados en 2021, 2023 y 2025, demostraron que la división tradicional entre estallidos cortos y largos no alcanza para explicar todo lo que vemos.
Los científicos todavía afrontan tres desafíos relacionados: comprender la física violenta que pone en marcha estos estallidos, contar con observatorios capaces de captar más detalles y disponer de suficientes sucesos raros para estudiarlos de cerca. Algunos enigmas podrían seguir abiertos durante años, pero una nueva observación puede cambiar el panorama rápidamente. Estos fenómenos, que a veces duran segundos y otras veces siete horas, ofrecen una oportunidad excepcional para ver cómo cambia el universo a través de nuestros instrumentos.