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Un resplandor difuso de rayos gamma ilumina el corazón de la Vía Láctea

En el corazón de la Vía Láctea existen rayos cósmicos convertidos en aceleradores de partículas que generan rayos gamma con una potencia inimaginable que luego impactan en la Tierra.

Desde el disco de la Vía Láctea, la región de nuestra galaxia en la que se acumulan la mayor cantidad de estrellas y planetas, están emergiendo rayos gamma con una potencia que supera con creces cualquier cosa que se pudiera construir o imaginar en la Tierra.

Lo ha descubierto una investigación del experimento Tíbet AS-gamma, un observatorio de rayos cósmicos situado en Yangbajing, China, a 4.300 metros sobre el nivel del mar.

Los científicos chinos y japoneses que operan dicho observatorio han producido en el pasado resultados significativos en astronomía gamma, rayos cósmicos, física solar y física de partículas. Ahora han vuelto a asombrar al mundo.

Energía inesperada

En un artículo que ha sido aprobado para publicación en la revista Physical Review Letters, explican que los rayos gamma detectados por este observatorio tienen una energía superior a la del petaelectronvoltio o PeV.

Si comparamos esta energía con la que es capaz de generar el LHC del CERN en Ginebra, comprobamos que este acelerador de hadrones ha llegado a los 14 teraelectronvoltios (TeV) de potencia. Un PeV equivale a mil TeV.

Según informa al respecto ScienceNews, esos rayos gamma confirman la presencia de potentes aceleradores de partículas cósmicas en el centro de la Vía Láctea.

Los investigadores creen que esos aceleradores de partículas originan los potentes rayos cósmicos, las misteriosas partículas que atraviesan toda la galaxia y bombardean constantemente a nuestro planeta.

Velocidad de la luz

Esos rayos cósmicos viajan a una velocidad cercana a la de la luz y tienen cientos de veces más energía que las partículas producidas en el acelerador más potente jamás creado en nuestro planeta.

La mayoría de las partículas que componen los rayos cósmicos son protones o núcleos de átomos y, cuando chocan con desechos cósmicos esparcidos por la galaxia, pueden producir los rayos gamma.

Los rayos gamma, un tipo de radiación electromagnética constituida por fotones, se generan en fenómenos astrofísicos de gran violencia: provocan brotes de rayos gamma (GRB), los eventos electromagnéticos más luminosos que ocurren en el universo.

Comprobación

Los astrónomos siempre han sospechado que algunas regiones de la galaxia en la que vivimos pueden acelerar partículas de rayos cósmicos a más de un PeV.

Sin embargo, hasta ahora no se había podido confirmar esa potencia de los rayos gamma, ni tampoco la existencia de ningún acelerador cósmico capaz de alcanzarla.

La nueva investigación ha comprobado ambos extremos: esos aceleradores existen y generan rayos gamma con energías que oscilan entre los 100 TeV y 1 PeV en el disco galáctico, tal como explican en su artículo.

Los autores de la investigación señalan además que esos potentes rayos gamma se originan en los rayos cósmicos que vagan erráticos por la galaxia, como resultado de la interacción de protones con el medio interestelar.

Campos magnéticos

Consideran por tanto que los rayos cósmicos se aceleran más allá de las energías PeV en nuestra galaxia y que se extienden por el disco galáctico, modulados por sus campos magnéticos.

Eso significa que nuestra galaxia está repleta de rayos cósmicos mucho más potentes de lo que se pensaba hasta ahora, y que han quedado al descubierto al comprobarse la energía de los rayos gamma que generan.

Cuanto mayor es la energía de los rayos gamma, mayor es la energía de los rayos cósmicos de los que proceden, señalan los científicos.

Esta constatación confirma que los potentes rayos PeV no solo se originan, sino que también se propagan por el disco galáctico, produciendo un resplandor difuso de rayos gamma de energías extremas que un observatorio tibetano ha por fin detectado y medido.

Referencia

Detection of diffuse gamma-rays from the galactic disk: Evidence for ubiquitous galactic cosmic rays beyond PeV energies.  Phys. Rev. Lett. M. Amenomori et al.Accepted 21 January 2021

Imagen: Ilustración artística de un brillante brote de rayos gamma en una región de formación estelar. Crédito: NASA/Swift/Mary Pat Hrybyk-Keith y John Jones.

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

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