Desde hace años, el centro de la Vía Láctea ha sido un área de intensa investigación para los astrónomos, ya que alberga todo tipo de sorpresas con las que podemos aprender más sobre el universo. Recientemente, un equipo internacional de científicos ha detectado rayos gamma ultrapotentes provenientes de esta región, con energías que superan los 100 teraelectronvoltios (TeV). Estos rayos gamma son los más potentes jamás observados en nuestra galaxia, y su origen es un misterio. A pesar de las décadas de estudio sobre el centro galáctico, estas observaciones presentan nuevos horizontes para las teorías existentes sobre los mecanismos de aceleración de partículas en el espacio profundo.
En un artículo publicado en The Astrophysical Journal Letters, los investigadores del observatorio HAWC (High-Altitude Water Cherenkov) informan haber capturado estas emisiones utilizando datos recogidos durante siete años. Según el estudio, la fuente de los rayos gamma coincide con el centro galáctico, pero los científicos aún no logran identificar qué tipo de objeto o fenómeno los está produciendo. La energía de estos rayos gamma y la ausencia de un corte en su espectro hasta los 100 TeV sugieren la presencia de un “PeVatron“, una fuente que podría acelerar protones hasta energías petaelectronvoltios (PeV), lo cual es extremadamente raro. Este estudio hace que nos venga a la memoria la mayor explosión jamás registrada en el universo.
Un PeVatron en el centro de la Vía Láctea
La idea de un “PeVatron” en el centro de la Vía Láctea no es nueva, pero hasta ahora, solo se habían observado rayos gamma de energías más bajas, en torno a los 10-20 TeV. Estos nuevos datos, que confirman la existencia de rayos gamma de más de 100 TeV, ofrecen evidencia adicional de la presencia de una fuente aceleradora de protones con energías extremadamente altas. Un PeVatron es capaz de acelerar partículas a energías más allá de un PeV, lo que lo convierte en un acelerador cósmico único.
Los datos recopilados por HAWC muestran que la fuente puntual de rayos gamma no presenta un corte energético en los 100 TeV, lo que significa que sigue emitiendo energía por encima de este umbral. Según el artículo, “los resultados respaldan que estos rayos gamma detectados pueden originarse en la interacción hadrónica de protones cósmicos de energía PeV con el gas denso que rodea la fuente“. Esto refuerza la teoría de que el centro galáctico alberga uno o más aceleradores cósmicos aún no identificados.
Observaciones con el observatorio HAWC
El observatorio HAWC, ubicado en la Sierra Negra de México, es un instrumento diseñado para detectar rayos gamma de alta energía mediante la observación de los destellos de luz Cherenkov que se generan cuando las partículas interactúan con la atmósfera terrestre. Gracias a su ubicación a gran altitud y a sus 300 tanques de agua, HAWC es particularmente sensible a los rayos gamma de energías extremadamente altas, como los detectados en este estudio.
Desde este observatorio, los científicos han logrado identificar una fuente puntual de rayos gamma que, según sus análisis, no está influenciada por otras fuentes conocidas de rayos gamma en la región, como Sagitario A* (el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia) o el Arco (otra fuente potente de rayos gamma). Tras eliminar las contribuciones de estas fuentes, el equipo determinó que el exceso de rayos gamma medido por HAWC es real y significativo, con una certeza superior al 5 sigma, lo que implica que no se trata de una fluctuación estadística.
Misterios por resolver
A pesar de estos hallazgos, muchas preguntas siguen sin respuesta. Los científicos no han podido identificar el objeto o mecanismo preciso que genera estos rayos gamma ultrapotentes. Se han considerado varias hipótesis, incluyendo la interacción de protones de alta energía con el gas denso que rodea el centro galáctico, lo que resultaría en la producción de rayos gamma. Sin embargo, no se puede descartar que otros procesos estén involucrados.
Una de las hipótesis es que los rayos gamma podrían estar siendo generados por una población de partículas subatómicas extremadamente rápidas, conocidas como protones cósmicos. Estos protones, al chocar con el gas que rodea el centro galáctico, producirían los rayos gamma observados. Según los científicos, este fenómeno es consistente con lo que se esperaría de una región de la galaxia que actúa como un acelerador de partículas cósmicas, algo que se ha denominado como una “fábrica de rayos cósmicos“.
El papel de HAWC en la astronomía de alta energía
El observatorio HAWC ha jugado un papel crucial en la detección de estas emisiones. A diferencia de otros telescopios, que detectan luz visible o rayos X, HAWC está diseñado para observar rayos gamma de alta energía, lo que lo convierte en una herramienta indispensable para estudiar fenómenos cósmicos extremos. Estas observaciones no solo proporcionan nuevas pistas sobre lo que ocurre en el centro de nuestra galaxia, sino que también abren la puerta a futuras investigaciones sobre la naturaleza de los aceleradores cósmicos.
De hecho, este descubrimiento refuerza la necesidad de continuar observando el centro galáctico con instrumentos más avanzados. Nuevos observatorios, como el Cherenkov Telescope Array (CTA) y el Southern Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO), podrían proporcionar una mayor sensibilidad y permitir observaciones más detalladas, ayudando a desentrañar los misterios restantes.
Referencias
- Albert, A., Alfaro, R., Alvarez, C., et al. (2024). Observation of the Galactic Center PeVatron beyond 100 TeV with HAWC. The Astrophysical Journal Letters, 973. https://doi.org/10.3847/2041-8213/ad772e.
Cortesía de Muy Interesante
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