En abril de 2015, después de viajar durante aproximadamente la mitad de la edad del universo, una inundación de poderosos rayos gamma de una galaxia distante se estrelló contra la atmósfera de la Tierra. Ese torrente generó una cascada de luz, una lluvia que cayó sobre los espejos deel Sistema de matriz de telescopio de imágenes de radiación muy enérgico VERITAS en Arizona. Los datos resultantes han dado a los astrónomos una visión única de esa galaxia lejana y el motor del agujero negro en su corazón.
Los rayos gamma son fotones de luz con energías muy altas. Estos rayos gamma provienen de una galaxia conocida como PKS 1441 + 25, que es un tipo raro de galaxia conocida como blazar. En su centro alberga un agujero negro supermasivo rodeado deun disco de gas caliente y polvo
A medida que el material del disco gira hacia el agujero negro, parte de él se canaliza hacia chorros gemelos que explotan hacia afuera como el agua de una manguera contra incendios solo mucho más rápido, cerca de la velocidad de la luz. Uno de esos chorros está dirigido casi hacia adentronuestra dirección, dándonos una vista directa al núcleo de la galaxia.
"Estamos mirando por el cañón de este jet relativista", explica Wystan Benbow, del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica CfA. "Es por eso que podemos ver los rayos gamma".
Una de las incógnitas en la física de blazar es la ubicación exacta de la emisión de rayos gamma. Usando datos de VERITAS, así como del telescopio espacial de rayos gamma Fermi, los investigadores encontraron que la fuente de los rayos gamma estaba dentro del chorro relativistapero sorprendentemente lejos del agujero negro de la galaxia. La región emisora está al menos a una décima parte de un año luz de distancia, y muy probablemente a 5 años luz de distancia. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, o aproximadamente6 billones de millas.
Además, la región que emite rayos gamma era más grande de lo que normalmente se ve en una galaxia activa, midiendo aproximadamente un tercio de un año luz de diámetro.
"Estos chorros tienden a tener grupos en ellos. Es posible que dos de esos grupos hayan colisionado y eso es lo que generó la explosión de energía", dice el coautor Matteo Cerruti, de la CfA.
La medición de rayos gamma de alta energía fue una sorpresa. Tienden a ser absorbidos en la fuente o en su largo viaje a la Tierra. Cuando la galaxia estalló en la vida, debe haber generado una gran inundación de rayos gamma.
El hallazgo también proporciona información sobre un fenómeno conocido como luz de fondo extragaláctica o EBL, una leve neblina de luz que inunda el universo. El EBL proviene de todas las estrellas y galaxias que han existido, y en cierto sentido puede rastrear la historiadel universo.
El EBL también actúa como una niebla para los rayos gamma de alta energía, absorbiéndolos a medida que viajan por el espacio. Esta nueva medición establece un límite indirecto sobre cuán abundante puede ser el EBL, demasiado, y habría absorbido el gammade destello de rayos. Los resultados complementan mediciones previas basadas en observaciones directas.
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Materiales proporcionado por Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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