Científicos descubren los rayos gamma de mayor energía jamás emitidos por un púlsar
Los científicos que utilizan el observatorio HESS en Namibia han detectado los rayos gamma de mayor energía jamás emitidos por una estrella muerta llamada "púlsar".
La energía de estos rayos gamma alcanzaba los 20 teraelectronvoltios, es decir, alrededor de 10 billones de veces la energía de la luz visible. Esta observación es difícil de conciliar con la teoría de la producción de estos rayos gamma pulsantes, como informa el equipo internacional en la revista Nature Astronomy.
Cuando las estrellas explotan en supernovas y se convierten en púlsares, las explosiones dejan tras de sí una pequeña estrella muerta de sólo 20 kilómetros de diámetro, que gira extremadamente rápido y con un enorme 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, es decir, unas 900 veces la masa de la Gran Pirámide de Giza", explica la científica del HESS Emma de Oña Wilhelmi, coautora del estudio y que trabaja en DESY.
¿Cómo funcionan los púlsares?
Los púlsares emiten rayos giratorios de radiación electromagnética, como si fueran faros cósmicos. Si su rayo recorre nuestro sistema solar, vemos destellos de radiación a intervalos de tiempo regulares. 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 formada por plasma y campos electromagnéticos que rodean y co-rotan con la estrella.
El púlsar Vela, situado en el cielo austral en la constelación de Vela, 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 gigaelectronvoltios (GeV). Gira unas once veces por segundo.
Sin embargo, por encima de unos pocos GeV, su radiación termina abruptamente, presumiblemente porque los electrones alcanzan el final de la magnetosfera del púlsar y escapan de ella. Pero la historia no acaba ahí: utilizando observaciones en profundidad con el H.E.S.S., se ha descubierto ahora un nuevo componente de radiación a energías aún mayores, con energías de hasta decenas de teraelectronvoltios (TeV).
"Esto es aproximadamente 200 veces más energético que toda la radiación jamás detectada de este objeto", dice el coautor Christo Venter de la Universidad North-West en Sudáfrica. Este componente de muy alta energía aparece en los mismos intervalos de fase que el observado en el rango de GeV.
Sin embargo, para alcanzar estas energías, es posible que los electrones tengan que viajar incluso más lejos que la magnetosfera, pero el patrón de emisión rotacional debe permanecer intacto.
"Este resultado desafía nuestros conocimientos previos sobre los púlsares y nos obliga a repensar cómo funcionan estos aceleradores naturales", afirma Arache Djannati-Atai, del laboratorio de Astropartículas y Cosmología (APC) de Francia, que dirigió la investigación.
"Este descubrimiento abre una nueva ventana de observación para la detección de otros púlsares en el rango de las 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 astrofísicos altamente magnetizados", dice Djannati-Atai.