22/Mar/09

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En la misión Fermi de la NASA, los telescopios HESS de Namibia analizan un blazar

Un equipo internacional de astrofísicos, usando telescopios en tierra y en el espacio, ha revelado sorprendentes cambios en la radiación emitida por una galaxia activa. La imagen que emerge de estas primerísimas observaciones simultáneas con telescopios ópticos, de rayos-X, y la nueva generación de rayos gamma es mucho más compleja que lo que los científicos esperaban y desafía a las actuales teorías de cómo se genera la radiación

La galaxia en cuestión es la PKS 2155-304, un tipo de objeto conocido como "blazar". Como muchas galaxias activas, un blazar emite chorros en direcciones opuestas de partículas que viajan cerca de la velocidad de la luz a medida que la materia cae en un agujero negro súper masivo central; este proceso no es bien comprendido. En el caso de blazares, la galaxia está orientada de tal forma que estamos mirando en la dirección del chorro.

PKS 2155-304 está ubicada a 1.500 millones de años-luz de distancia, en la constelación sur de Piscis Austrinus y es generalmente una fuente de rayos gamma detectable, pero débil. Pero cuando su chorro pasa por una importante explosión, como sucedió en 2006, la galaxia puede convertirse en la fuente más brillante en el cielo de energías de rayos gamma, las más altas que los científicos pueden detectar, de hasta 50 billones de veces la energía de la luz visible. Incluso de poderosas fuentes, sólo un rayo gamma tan energético golpea un metro cuadrado en la cumbre de la atmósfera terrestre cada mes.

Los cuatro telescopios idénticos del Sistema Estereoscópico de Alta Energía en Namibia detectan los apagados destellos atmosféricos causados por la absorción de los rayos gamma de energía súper alta.

La absorción atmosférica de uno de estos rayos gamma crea una efímera lluvia de partículas subatómicas. Cuando estas partículas de rápido movimiento cruzan aceleradamente la atmósfera, producen un leve destello de luz azul. El Sistema Estereoscópico de Alta Energía (H.E.S.S), un conjunto de telescopios ubicado en Namibia, captó estos destellos de PKS 2155-304.

Los rayos gamma de energía más baja fueron detectados directamente por el Large Area Telescope (LAT) a bordo del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA. "El lanzamiento de Fermi nos da por primera vez la oportunidad de medir esta poderosa galaxia con tantas longitudes de onda como sea posible", dice Werner Hofmann, portavoz del equipo del H.E.S.S. en el Max-Planck Institute para Física Nuclear en Heidelberg, Alemania.

Con el régimen de rayos gamma completamente cubierto, el equipo recurrió a los satélites Swift y Rossi (de exploración de rayos-X) de la NASA (RXTE) para obtener datos sobre las emisiones de rayos-X de la galaxia. Para completar la cobertura de longitudes de onda estaba el Telescopio Automático de Monitoreo Óptico del H.E.S.S., que registró la actividad de la galaxia en luz visible.

Entre el 25 de agosto y el 6 de septiembre de 2008, los telescopios monitorearon a la PKS 2155-304 en un estado tranquilo y sin llamaradas. Los resultados de la campaña de 12 días son sorprendentes. Durante los episodios de las explosiones de éste y otros blazares, la emisión de rayos-X y rayos gamma aumentan y disminuyen juntas. Pero no ocurre de esta manera cuando PKS 2155-304 está tranquilo, y nadie sabe por qué.

Lo que es aun más extraño es que la luz visible de la galaxia aumenta y disminuye con sus emisiones de rayos gamma. "Es como observar un soplete donde las temperaturas más altas y las más bajas cambian, pero las intermedias no", dice Berrie Giebels, astrofísico en el Polytechnique de École de Francia que trabaja con el H.E.S.S. y con el equipo LAT de Fermi.

"Los astrónomos están aprendiendo que los varios componentes de los chorros en los blazares interactúan de manera bastante complicada para producir la radiación que observamos", dice Jim Chiang, miembro del equipo Fermi en la Stanford University, California. "Estas observaciones podrían contener las primeras pistas que nos ayuden a develar lo que realmente está ocurriendo en el corazón de un blazar".

Las conclusiones fueron presentadas a la revista The Astrophysical Journal.

Fuente: NASA. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard