15 de febrero de 2010
NASA/ DOE/ Fermi LAT Collaboration
Nuevas imágenes del telescopio Fermi de rayos gamma, de la NASA, muestra dónde emiten los remanentes de supernova radiación mil millones de veces más energética que la luz visible. Las imágenes llevan a los astrónomos un paso más cerca de la comprensión del origen de algunas de las partículas más energéticas del Universo: los rayos cósmicos.
Los rayos cósmicos son principalmente protones que se mueven por el espacio casi a la velocidad de la luz. En su viaje por la galaxia, las partículas son desviadas por los campos magnéticos. Esto modifica sus trayectorias y enmascara sus orígenes.
“Entender las fuentes de los rayos cósmicos es uno de los objetivos clave de Fermi”, dijo Stefan Funk, astrofísico del Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas y Cosmología (KIPAC), situado conjuntamente con el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC y la Universidad de Stanford, California.
Cuando los rayos cósmicos colisionan con el gas interestelar, producen rayos gamma.
“Fermi ahora nos permite comparar las emisiones provenientes de remanentes de diferentes edades y en diferentes ambientes”, añadió Funk. Él presenta sus hallazgos el lunes 15 de febrero de 2010 en la reunión de la Sociedad Americana de Física, en Washington, DC.
El telescopio de gran área LAT de Fermi cartografió rayos gamma de mil millones de electrón-voltios (GeV) de tres remanentes de supernova de mediana edad, conocidos como W51C, W44 e IC 443, que nunca antes habían sido resueltos en estas energías (la energía de la luz visible es entre 2 y 3 electrón-voltios). Cada remanente está constituido por los deshechos en expansión de una estrella masiva que explotó entre 4.000 y 30.000 años atrás.
Además, LAT de Fermi también espió rayos gamma de GeV provenientes de Cassiopeia A (Cas A), un remanente de supernova de sólo 330 años de edad. Los observatorios terrestres, que detectan los rayos gamma miles de veces más energéticos que los que LAT fue diseñado para ver, han detectado previamente a Cas A.
“Los más viejos remanentes son extremadamente brillantes en rayos gamma de GeV, pero relativamente débiles en energías más altas. Los remanentes más jóvenes muestran un comportamiento distinto”, explicó Yasunobu Uchiyama, investigador Panofsky Fellow, en el SLAC. “Tal vez los rayos cósmicos de energía más alta han dejado remanentes más viejos, y Fermi ve emisión de partículas atrapadas en energías más bajas”.
En 1949, el físico que dio su nombre al telescopio Fermi, Enrico Fermi, sugirió que los rayos cósmicos de más alta energía eran acelerados en los campos magnéticos de las nubes de gas. En las décadas que siguieron, los astrónomos demostraron que los remanentes de supernova son los mejores sitios de la galaxia candidatos para este proceso.
Los remanentes jóvenes de supernovas parecen poseer los campos magnéticos más intensos y los rayos cósmicos de más alta energía. Los campos más intensos pueden mantener las partículas de mayor energía en la onda de choque del remanente el tiempo suficiente como para acelerarlos a las energías observadas.
Las observaciones de Fermi muestran que los rayos gamma de GeV proceden de lugares donde se sabe que los remanentes están interactuando con las nubes de gas densas y frías.
“Creemos que los protones acelerados en el remanente están colisionando con los átomos del gas, provocando la emisión de rayos gamma”, dijo Funk. Una explicación alternativa es que el rápido movimiento de electrones emite rayos gamma a medida que sobrevuelan los núcleos de los átomos de gas. “Por ahora, no podemos distinguir entre estas posibilidades, pero esperamos que observaciones adicionales con Fermi nos ayuden a hacerlo”, agregó.
De cualquier manera, estas observaciones convalidan la idea que los remanentes de supernova actúan como enormes aceleradores de partículas cósmicas.
“Qué apropiado es que Fermi parezca confirmar la idea audaz y avanzada en más de 60 años del científico por quien recibió su nombre”, señaló Roger Blandford, director del KIPAC.
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Etiquetas: rayos cósmicos, rayos gamma, supernova
