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30/Nov/06



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Descubren el primer "reloj" cósmico de rayos gamma

Los astrónomos aseguran que esta es la primera vez que se ha observado una señal con semejante energía, 100.000 veces más elevada que todo lo previamente conocido.

Utilizando el telescopio HESS (High Energy Stereoscopic System, Sistema Estereoscópico de Alta Energía) ubicado en Namibia, los astrónomos han descubierto la primera señal modulada de rayos gama de energía muy alta que provene desde una fuente en el espacio, y la señal de más energía que se haya observado jamás.

Se conocen señales regulares en el espacio desde los años sesenta, cuando fue descubierto la primera radiopúlsar (apodada "hombrecito verde 1", en referencia a la imagen popular de los extraterrestres, y haciendo relación a su naturaleza regular, que no parecía natural).

Esta es la primera vez que se ha observado una señal con una energía tan grande, 100.000 veces más potente que todo lo previamente conocido. Los resultados de este descubrmiento se han dado a conocer en la revista Journal Astronomy and Astrophysics.

La señal proviene de un sistema llamado LS 5039, que fuera descubierto por el equipo de HESS en el 2005. LS 5039 es un sistema binario formado por una estrella azul masiva (de 20 veces la masa del Sol) y un objeto desconocido, posiblemente un agujero negro.

Los dos objetos se mueven en órbita a un distancia muy corta, que varía entre una quinta y dos quintas partes de la separación entre la Tierra y el Sol. La órbita se completa cada cuatro días.

"La manera en que varía la señal de rayos gama de LS 5039 lo convierte en un laboratorio único para el estudio de la aceleración de partículas en la proximidad de objetos compactos como los agujeros negros", explica Paula Chadwick de la universidad de Durham y miembro británico del equipo de HESS.

Una señal de rayos gamma que llega a la Tierra puede ser afectada por diversos mecanismos. Viendo cómo varía la señal, los astrónomos pueden obtener gran conocimiento sobre los sistemas binarioss como LS 5039, y también sobre los efectos producidos cerca de los agujeros negros.

Mientras gira alrededor de la gigante azul, el compañero compacto resulta expuesto a un fuerte viento estelar y la intensa luz que irradia la estrella, lo que hace que las partículas se aceleren a altas energías. Al mismo tiempo, a los rayos gamma que producen estas partículas se les hace cada vez más difícil escapar, algo que depende de la orientación que tiene el sistema con respecto a nosotros.

En definitiva, el complejo patrón de modulación se debe la interacción de estos dos efectos. La señal de rayos gamma es más potente cuando el objeto compacto —que se piensa que es un agujero negro— se ubica delante de la estrella, visto desde la Tierra, y es más débil cuando se encuentra detrás de la estrella.

Los rayos gamma, según se cree, se pueden producir cuando las partículas se aceleran en la atmósfera de la estrella (el viento estelar), obrando recíprocamente con el objeto compacto. El objeto compacto actúa como un instrumento medidor del entorno estelar, y al reflejar los cambios en la señal de rayos gamma muestra cómo varía el campo magnético según sea su distancia hasta la estrella.

Además, un efecto geométrico agrega una modulación adicional al flujo de rayos gamma que se observa desde la Tierra. Sesde que Einstein presentó su teoría sabemos, como derivación de su famosa ecuación (E=mc2), que la materia y la energía son equivalentes, y que los pares de partículas y de antipartículas se pueden aniquilar mutuamente para producir energía radiante. Simétricamente, cuando los rayos gamma muy energéticos se juntan con la luz de una estrella masiva, se pueden convertir en materia ( en este caso, un par electrón-positrón). De este modo, la luz de la estrella se asemeja, para los rayos gamma, a una niebla que enmascara la fuente de los rayos gamma cuando el objeto compacto está detrás de la estrella, al eclipsar parcialmente la fuente.

"La absorción periódica de rayos gamma es una linda ilustración de la producción de pares de materia-antimateria a partir de la luz, aunque también oscurece la visualización del acelerador de partículas de este sistema", dijo Guillaume Dubus, del Laboratorio Astrofísico del observatorio de Grenoble, LAOG.

Fuente: PPARC. Traducido por Eduardo J. Carletti

Más información:
The H.E.S.S. project
Mystery compact object producing high energy radiation

            

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