Un estudio descubre rayos gamma de mayor energía provenientes de una estrella muerta, el púlsar
Los científicos han descubierto los rayos gamma de mayor intensidad procedentes de una estrella muerta conocida como púlsar, utilizando el observatorio HESS en Namibia. La energía de estos rayos gamma era de 20 teraelectrones voltios o aproximadamente 10 billones de veces la de la luz visible.
Como señalaron los investigadores en la revista Nature Astronomy, es difícil conciliar este descubrimiento con la idea de que se generen tales rayos gamma pulsados. Los púlsares son restos de estrellas que explotaron espectacularmente en una supernova. Los restos de la explosión son una pequeña estrella muerta de sólo 20 kilómetros de diámetro, que gira extremadamente rápido y tiene un fuerte campo magnético.
«Estas estrellas muertas están compuestas casi en su totalidad por neutrones y son increíblemente densas: una cucharadita de su material tiene una masa de más de cinco mil millones de toneladas, o alrededor de 900 veces la masa de la Gran Pirámide de Giza», explicó la científica del HESS Emma de Ona Wilhelmi, coautora de la publicación. Los púlsares emiten rayos giratorios de radiación electromagnética, similares a los faros cósmicos. Si su rayo atraviesa nuestro sistema solar, veremos destellos de radiación a intervalos regulares de tiempo.
Estos destellos, también llamados pulsos de radiación, se pueden buscar en diferentes bandas de energía del espectro electromagnético. Los científicos creen que la fuente de esta radiación son los electrones rápidos producidos y acelerados en la magnetosfera del púlsar a medida que viajan hacia su periferia. La magnetosfera está compuesta de plasma y campos electromagnéticos que rodean y co-rotan con la estrella. «En su viaje de ida, los electrones adquieren energía y la liberan en forma de haces de radiación observados», dijo Bronek Rudak del Centro Astronómico Nicolás Copérnico (CAMK PAN) en Polonia, también coautor del estudio.
El púlsar de Vela, situado en el cielo austral en la constelación de Vela (vela de barco), es el púlsar más brillante en la banda de radio del espectro electromagnético y la fuente persistente más brillante de rayos gamma cósmicos en el rango de los gigaelectrones voltios (GeV). . .Gira unas once veces por segundo. Sin embargo, por encima de unos pocos GeV, su radiación termina abruptamente, presumiblemente porque los electrones llegan al final de la magnetosfera del púlsar y escapan de ella. Pero este no es el final de la historia: gracias a observaciones profundas con HESS se ha descubierto un nuevo componente de radiación con energías aún mayores, de hasta decenas de teraelectrones voltios (TeV). «Eso es aproximadamente 200 veces más energético que toda la radiación jamás detectada desde este objeto», dijo el coautor Christo Venter de la Universidad North-West en Sudáfrica.
Este componente de muy alta energía aparece en los mismos intervalos de fase observados en la banda GeV. Sin embargo, para alcanzar estas energías, los electrones pueden tener que viajar incluso más lejos que la magnetosfera, pero el patrón de emisión rotacional debe permanecer intacto. «Este resultado desafía nuestro conocimiento previo sobre los púlsares y requiere repensar la forma en que funcionan estos aceleradores naturales», dijo Arache Djannati-Atai del Laboratorio de Astropartículas y Cosmología (APC) en Francia, quien dirigió la investigación.
«El esquema tradicional según el cual las partículas se aceleran a lo largo de las líneas del campo magnético dentro o ligeramente fuera de la magnetosfera no puede explicar suficientemente nuestras observaciones. Tal vez estemos siendo testigos de la aceleración de las partículas a través del llamado proceso de reconexión magnética más allá del cilindro de luz, que todavía De alguna manera preserva el patrón de rotación, pero incluso este escenario enfrenta dificultades para explicar cómo se produce esta radiación extrema». Cualquiera que sea la explicación, junto con sus otros superlativos, el púlsar de Vela ahora ostenta oficialmente el récord de ser el púlsar con los rayos gamma de mayor energía descubiertos hasta la fecha.
«Este descubrimiento abre una nueva ventana de observación para detectar otros púlsares en el rango de decenas de teraelectronvoltios con telescopios de rayos gamma más sensibles, actuales y futuros, allanando así el camino para una mejor comprensión de los procesos de aceleración extrema en objetos altamente magnetizados por los astrofísicos». dijo Djannati-Atai. (Y YO)
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