Los científicos han identificado la estrella binaria Eta Carinae como un nuevo tipo de fuente de radiación gamma cósmica de muy alta energía VHE. Eta Carinae se encuentra a 7500 años luz de distancia en la constelación de Carina en el Cielo Sur y, según los datosrecogido, emite rayos gamma con energías de hasta 400 gigaelectronvoltios GeV, unos 100 mil millones de veces más que la energía de la luz visible.
Con un telescopio especializado en Namibia, un equipo de investigadores liderado por DESY ha demostrado cierto tipo de estrella binaria como un nuevo tipo de fuente de radiación gamma cósmica de muy alta energía. Eta Carinae se encuentra a 7500 años luz de distancia en la constelación de Carinala quilla de la nave en el cielo meridional y, según los datos recopilados, emite rayos gamma con energías de hasta 400 gigaelectronvoltios GeV, unos 100 mil millones de veces más que la energía de la luz visible. El equipo encabezado por DESYStefan Ohm, Eva Leser y Matthias Füßling presentan sus hallazgos, realizados en el sistema estereoscópico de alta energía HESS del observatorio de rayos gamma, en la revista Astronomía y Astrofísica . Una animación multimedia acompañante explica el fenómeno. "Con tales visualizaciones queremos hacer tangible la fascinación de la investigación", enfatiza Christian Stegmann, Director de Física de Astropartículas de DESY.
Eta Carinae es un sistema binario de superlativos, que consta de dos gigantes azules, uno aproximadamente 100 veces, el otro aproximadamente 30 veces la masa de nuestro Sol. Las dos estrellas orbitan entre sí cada 5.5 años en órbitas elípticas muy excéntricas, su separaciónvariando aproximadamente entre la distancia de nuestro Sol a Marte y del Sol a Urano. Ambas gigantescas estrellas arrojan densos vientos estelares supersónicos de partículas cargadas al espacio. En el proceso, el más grande de los dos pierde una masa equivalente a todo nuestroSol en solo 5000 años más o menos. El más pequeño produce un viento estelar rápido que viaja a velocidades de alrededor de once millones de kilómetros por hora aproximadamente el uno por ciento de la velocidad de la luz.
Se forma un frente de choque enorme en la región donde chocan estos dos vientos estelares, calentando el material en el viento a temperaturas extremadamente altas. A alrededor de 50 millones de grados Celsius, esta materia se irradia brillantemente en el rango de rayos X. Las partículassin embargo, en el viento estelar no son lo suficientemente calientes como para emitir radiación gamma. "Sin embargo, las regiones de choque como esta son típicamente sitios donde las partículas subatómicas se aceleran por los fuertes campos electromagnéticos predominantes", explica Ohm, quien es el jefe del grupo HESS en DESYCuando las partículas se aceleran tan rápido, también pueden emitir radiación gamma. De hecho, los satélites "Fermi", operados por la agencia espacial estadounidense NASA, y AGILE, perteneciente a la agencia espacial italiana ASI, ya detectaron rayos gamma energéticos de hastaa unos 10 GeV procedentes de Eta Carinae en 2009.
"Se han propuesto diferentes modelos para explicar cómo se produce esta radiación gamma", informa Füßling. "Podría ser generada por electrones acelerados o por núcleos atómicos de alta energía". Determinar cuál de estos dos escenarios es correcto es crucial: muyLos núcleos atómicos energéticos representan la mayor parte de los llamados Rayos Cósmicos, una granizada cósmica subatómica que golpea la Tierra constantemente desde todas las direcciones. A pesar de la intensa investigación durante más de 100 años, las fuentes de los Rayos Cósmicos aún no se conocen exhaustivamente.los núcleos atómicos cargados son desviados por los campos magnéticos cósmicos a medida que viajan a través del universo, la dirección desde la cual llegan a la Tierra ya no apunta a su origen. Los rayos gamma cósmicos, por otro lado, no se desvían. Entonces, si la gammaSe puede demostrar que los rayos emitidos por una fuente específica se originan a partir de núcleos atómicos de alta energía, se habrá identificado uno de los aceleradores buscados desde hace mucho tiempo de la radiación de partículas cósmicas.
"En el caso de Eta Carinae, a los electrones les resulta particularmente difícil acelerar a altas energías, porque están siendo desviados constantemente por los campos magnéticos durante su aceleración, lo que les hace perder energía nuevamente", dice Leser.la radiación gamma de energía comienza por encima del rango de 100 GeV, que es bastante difícil de explicar en Eta Carinae para provenir de la aceleración de electrones ". Los datos del satélite ya indicaron que Eta Carinae también emite radiación gamma más allá de 100 GeV, y HESS ahora ha logrado detectar talesradiación hasta energías de 400 GeV en el momento del encuentro cercano de los dos gigantes azules en 2014 y 2015. Esto convierte a la estrella binaria en el primer ejemplo conocido de una fuente en la que la radiación gamma de muy alta energía se genera por vientos estelares en colisión..
"El análisis de las mediciones de radiación gamma tomadas por HESS y los satélites muestra que la radiación se puede interpretar mejor como el producto de núcleos atómicos acelerados rápidamente", dice el estudiante de doctorado de DESY, Ruslan Konno, quien ha publicado un estudio complementario, junto concientíficos del Instituto Max Planck de Física Nuclear en Heidelberg. "Esto convertiría a las regiones de choque de los vientos estelares en colisión en un nuevo tipo de acelerador de partículas naturales para los rayos cósmicos". Con HESS, que lleva el nombre del descubridor de los Rayos Cósmicos, Victor FranzHess, y el próximo Cherenkov Telescope Array CTA, el observatorio de rayos gamma de próxima generación que se está construyendo actualmente en las tierras altas de Chile, los científicos esperan investigar este fenómeno con mayor detalle y descubrir más fuentes de este tipo.
"Encuentro que la ciencia y la investigación científica son extremadamente importantes", dice Nicolai, que ve paralelos cercanos en el trabajo creativo de artistas y científicos. Para él, el atractivo de este trabajo también radica en la mediación artística de los resultados de la investigación científica: "particularmenteel hecho de que no es una banda sonora de una película, sino que tiene una referencia genuina a la realidad ", enfatiza el músico y el artista. Junto con el sonido compuesto exclusivamente, esta colaboración única de científicos, artistas de animación y músicos ha dado como resultado un trabajo multimedia que tomaespectadores en un viaje extraordinario a una estrella doble superlativa a unos 7500 años luz de distancia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DISEÑO Deutsches Elektronen-Synchrotron . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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