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El fondo cósmico de rayos gamma: territorio de dragones

12/03/2010 19:24 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

Uno de los placeres de lectura de los mapas antiguos es localizar las regiones pobremente exploradas que son ilustradas por los cartógrafos con dragones y monstruos marinos. Ahora, los astrónomos de la NASA que emplean el Telescopio rayos-gamma Fermi se encuentran en la misma situación que los cartógrafos de la antigüedad.

Un nuevo estudio de la omnipresente niebla de rayos gamma de fuentes fuera de nuestra galaxia muestra que menos de un tercio de las emisiones proceden de lo que los astrónomos, una vez considerados los sospechosos más probables, los chorros alimentados por agujeros negros en las galaxias activas.

Esta imagen del Telescopio Fermi de rayos gamma de la NASA es la más profunda y con mayor resolución del cielo de rayos gamma hasta ahora. La imagen muestra cómo el cielo parece a energías más de 150 millones de veces mayores que la de la luz visible. En la imagen son familiares los pulsares brillantes y las galaxias activas al igual que un débil rastro dejado por el sol. Crédito: NASA / DOE / Fermi LAT Colaboración

"Las galaxias activas pueden explicar menos del 30% de los rayos gamma extragalácticos de fondo que observa Fermi", explicó Marco Ajello, un astrofísico del Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas y Cosmología (KIPAC), situado junto al Laboratorio Acelerador Nacional SLAC y la Universidad de Stanford, California "Eso deja mucho espacio para el descubrimiento científico mientras intentamos descifrar qué otra cosa puede ser responsable".

Ajello presentó sus resultados el martes en una reunión de la Sociedad Astronómica Americana en su Division de astrofísica de altas energías en Waikoloa, Hawai.

El cielo resplandece en rayos gamma, incluso lejos de las fuentes luminosas, como los púlsares y nubes de gas del interior de nuestra Galaxia, la Vía Láctea o de las las galaxias activas más luminosas. Según la explicación convencional, este fondo representa el brillo de las emisiones acumuladas de un gran número de galaxias activas que son simplemente demasiado débiles y demasiado distantes para ser resueltas como fuentes individuales de de rayos gamma.

"Gracias a Fermi, ahora sabemos con certeza que esto no es así", explicó Ajello. Se ha sido remitido un artículo con los resultado a la revista The Astrophysical Journal.

Las galaxias activas poseen agujeros negros centrales que contienen de millones a miles de millones de veces la masa del Sol. Como la materia cae hacia el agujero negro, parte de ella resulta redirigida a los chorros de partículas que viajan cerca de la velocidad de la luz.

Estas partículas pueden producir rayos gamma de dos formas diferentes. Cuando una capta un fotón de luz visible o infrarroja, el fotón puede obtener energía y convertirse en un rayo gamma. Si una de las partículas del chorro golpea el núcleo de un átomo de gas, la colisión puede crear brevemente una partícula denominada pión, que se desintegra inmediatamente en un par de rayos gamma.

Lanzado el 11 de junio de 2008, el Telescopio Espacial Fermi de rayos gamma cartografía continuamente el cielo de rayos gamma. La misión es una colaboración entre la astrofísica y la física de partículas. Fermi fue desarrollado en colaboración con la NASA y el Departamento de Energía de los estado Unidos, e incluye importantes contribuciones de instituciones académicas y socios en Francia, Alemania, Italia, Japón, Suecia y los Estados Unidos.

El equipo analizó los datos adquirido por el instrumento LAT de Fermi Area (Telescopio de Gran Área) durante el primer año del observatorio en el espacio. El primer desafío fue la eliminación de las emisiones de nuestra propia Galaxia.

"El fondo extragaláctico es muy débil, y es fácil de confundir con la emisión luminosa de la propia Vía Láctea", explicó Markus Ackermann, otro miembro del equipo de la LAT de Fermi en KIPAC que dirigió el estudio de medición. "Hemos hecho un trabajo muy cuidadoso en separar los dos componentes para determinar el nivel de fondo absoluto."

En un artículo separado que describe la medición de fondo aparecerá en la edición del 12 de marzo de la revista Physical Review Letters.

Ajello y sus colegas compararon las emisiones procedentes de galaxias activas que Fermi detectó directamente con el número necesario para producir el fondo extragaláctico observado. En las energías de 0, 1 y 100 mil millones de electrón-voltios o GeV, (alrededor de 100 millones a 30.000 millones de veces la energía de la luz visible) las galaxias activas resultaban ser actrices secundarias.

Entonces, ¿qué más puede contribuir al fondo extragaláctico de rayos gamma? "La aceleración de partículas que se produce en las galaxias de formación estelar normal es una seria candidata, " explicó Ackermann. "Se produce aceleración de partículas durante el ensamblaje final de la estructura a gran escala que observamos hoy, por ejemplo, cuando los cúmulos de galaxias se fusionan."

Y siempre hay materia oscura, esa misteriosa sustancia que no produce ni oscurece la luz, pero cuya gravedad supera a la de la materia normal. "La materia oscura puede ser un tipo de partícula subatómica aún desconocida. Si eso fuera cierto, las partículas de materia oscura podrían interactuar entre sí de una manera que produciría rayos gamma", agregó Ajello.

Se espera que análisis mejorados y la continuación del trabajo de exploración permitan al equipo de Fermi abordar el problema de estos posibles candidatos. Por ahora, sin embargo, lo mejor que ahora puede decirse acerca de los rayos gamma extragaláctico es: Aquí hay dragones.

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Publicado en Odisea cósmica


Sobre esta noticia

Autor:
Carlos Perla Hernández (1246 noticias)
Fuente:
odiseacosmica.com
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Reportaje
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