4 de mayo de 2009

Explorando 'invasores espaciales' de alta energía

Imagen: NASA/GSFC Conceptual Image Lab

Desde su lanzamiento, en el mes de junio de 2008, el telescopio espacial Fermi de rayos gamma del la NASA ha descubierto una nueva clase de púlsares, ha sondeado explosiones de rayos gamma y ha observado refulgentes chorros en galaxias a miles de millones de años luz de distancia. Hoy, 4 de mayo de 2009, en la reunión de la Sociedad Americana de Física, en Denver, Colorado, los científicos de Fermi revelaron nuevos detalles acerca de partículas de alta energía implicadas en un misterio cósmico cercano.

"El telescopio de gran área LAT de Fermi es el más moderno detector de rayos gamma, pero es también un magnífico instrumento para la investigación de los electrones de alta energía en rayos cósmicos", dijo Alexander Moiseev, quien presentó los resultados. Moiseev es un astrofísico del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, en Greenbelt, Maryland.

Los rayos cósmicos son electrones, positrones y núcleos atómicos que se desplazan a casi la velocidad de la luz. Los astrónomos creen que los rayos cósmicos de mayor energía surgen de lugares exóticos dentro de nuestra galaxia, como los remanentes de las explosiones estelares.

El telescopio LAT de Fermi es exquisitamente sensible a los electrones y sus homólogos de antimateria, los positrones. Observando las 4,5 millones de partículas de alta energía que alcanzaron al detector entre el 4 de agosto de 2008 y el 31 de enero de 2009, el equipo de LAT encontró pruebas de que tanto suplementan como rechazan otros hallazgos recientes.

Comparado con el número de rayos cósmicos de menor energía, más partículas de las esperadas en base a experiencias anteriores y a los modelos tradicionales, alcanzan a LAT con energías mayores a 100 mil millones de electronvoltios (100 GeV) - la luz visible tiene energías entre dos y tres de electronvoltios. La observación tiene consecuencias similares a las medidas complementarias de un satélite europeo llamado PAMELA y del sistema estereoscópico de altas energías HESS, basado en el suelo, un conjunto de telescopios situados en Namibia, que ve destellos de luz como los rayos cósmicos golpeando la atmósfera superior.

El otoño pasado, un experimento montado en un globo llamado ATIC capturó pruebas de un dramático aumento en el número de rayos cósmicos con energías de alrededor de 500 GeV. "Fermi hubiese visto esta aguda característica si realmente hubiese estado allí, pero no estaba", dijo Luca Latronico, miembro del equipo perteneciente al Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN) de Pisa, Italia. "Con la resolución superior de LAT y más de 100 veces el número de electrones recogidos por los experimentos montados en el globo, estamos viendo estos rayos cósmicos con una precisión sin precedentes."

A diferencia de los rayos gamma que viajan desde sus fuentes en línea recta, los rayos cósmicos retoman su camino a través de la galaxia. Pueden rebotar en los átomos de gas galáctico o ser batidos y redirigidos por los campos magnéticos. Estos eventos hacen que las trayectorias de las partículas se tornen azarosas y hacen difícil decir dónde se originaron. De hecho, la determinación de las fuentes de rayos cósmicos es uno de los principales objetivos de Fermi.

Lo que más entusiasma de los datos de Fermi, PAMELA y HESS es que pueden implicar la presencia de un objeto cercano que nos manda haces de rayos cósmicos. "Si estas partículas son emitidas desde lejos, habrían perdido gran parte de su energía al momento de arribar a nosotros", explicó Luca Baldini, otro colaborador de Fermi en el INFN.

Si una fuente cercana está enviando electrones y positrones hacia nosotros, probablemente el culpable es un púlsar, el triturado y rápidamente rotante remanente de la explosión de una estrella. Una posibilidad más exótica que también está sobre la mesa. Las partículas podrían derivar de la aniquilación de partículas hipotéticas que componen la llamada materia oscura. Esta misteriosa sustancia no produce ni obstaculiza la luz y se revela sólo por sus efectos gravitatorios.

"El próximo paso de Fermi es buscar cambios en el flujo de electrones de rayos cósmicos en diferentes partes del cielo", dijo Latronico. "Si hay una fuente cercana, esta búsqueda nos ayudará a desentrañar dónde empezar a buscarla."

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.nasa.gov/