Los rayos gamma de una galaxia lejana cuentan la historia de una fuga
16/12/2015 de University of California Santa Cruz
Las galaxias alimentadas por agujeros negros llamadas blazares son los objetos más comunes detectados por el telescopio espacial Fermi de NASA. Cuando la materia se precipita hacia el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia, parte de ella es acelerada hacia afuera a casi la velocidad de la luz a lo largo de chorros que apuntan en direcciones opuestas. Cuando da la casualidad de que uno de los chorros está alineado con la dirección hacia la Tierra, tal como se ilustra aquí, la galaxia parece especialmente brillante y es clasificada como blazar. Crédito: M. Weiss / CfA.
Una llamarada de rayos gamma de muy alta energía emitida desde una galaxia lejana ha permitido poner límites nuevos a la cantidad de luz de fondo del Universo y proporcionar pistas a los astrofísicos acerca de cómo y dónde se producen estos rayos gamma.
La galaxia conocida como PKS 1441+25 es un tipo raro de galaxia llamado blazar, un faro tremendamente brillante alimentado por un agujero negro supermasivo situado en el centro de la galaxia. Los blazars son fuentes de luz intrínsecamente inestables y a veces pueden emitir fulguraciones entre diez y cien veces más brillantes que sus emisiones normales. En abril de 2015 PKS 1441+25 emitió una llamarada que fue observada por varios telescopios sensibles a diferentes longitudes de onda, incluyendo el conjunto de telescopios Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) de Arizona.
«Con VERITAS detectamos rayos gamma de este objeto inusual a las energías más altas observadas en la Tierra», comenta Jonathan Biteau, que dirigió el análisis de los datos. La detección de rayos gamma de energía tan alta fue inesperada puesto que tuvieron muchas probabilidades de ser aniquilados en algún punto a lo largo del viaje de 7600 millones de años hacia la Tierra. Cuando los rayos gamma de energía muy alta chocan contra fotones de energías menores, se aniquilan y crean una pareja electrón-positrón. Para llegar a los telescopios de la Tierra, los rayos gamma de PKS 1441+25 tuvieron que evitar una densa red de fotones que rodean al agujero negro, así como una red menos tupida de fotones conocida como la luz del fondo extragaláctico (EBL de sus siglas en inglés) que llena el Universo.
El EBL es un resplandor débil que impregna el espacio entre las galaxias, formado por fotones de todas las estrellas y galaxias que han existido. Es difícil de medir porque hay muchas fuentes de luz brillantes cerca. «Con PKS 1441+25 podemos ahora imponer límites ajustados sobre esta red menos densa de fotones», comenta Biteau. En cuanto a la densa red de fotones alrededor del blazar, el coautor del trabajo David Williams comentó que «si los rayos gamma se produjeran cerca del agujero negro, los campos de radiación que hay allí serían suficientemente potentes para absorberlos. El hecho de que los rayos gamma estén escapando de la galaxia indica que fueron producidos lejos del agujero negro».
