Detectan una fuente galáctica candidata a producir rayos cósmicos de muy alta energía

El investigador del Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València (UV), Francisco Salesa Greus, junto a otros miembros de la colaboración HAWC, han detectado fotones de muy alta energía procedentes de una fuente galáctica que podría ser candidata a producir rayos cósmicos de muy alta energía.

Este hallazgo, que aporta pistas sobre el misterioso origen de este fenómeno astrofísico, se ha publicado en la revista 'The Astrophysical Journal Letters', según ha explicado el CSIC en un comunicado.

HAWC es un observatorio de rayos gamma situado en México que permite recopilar información sobre los fenómenos más violentos que acontecen en el universo. Los rayos gamma se producen en fenómenos astrofísicos de alta energía, como explosiones de supernovas o núcleos de galaxias activas y están constituidos por fotones de alta energía que cuando entran en contacto con la atmósfera terrestre son absorbidos, dificultando así su observación.

El estudio liderado por Francisco Salesa muestra la detección de fotones de muy alta energía procedentes de una fuente galáctica, llamada HAWC J1825-134, cuyo espectro energético continúa de manera ininterrumpida hasta energías de al menos 200 teraelectronvoltios (TeV).

Esto implicaría que esta emisión debería haber sido creada por rayos cósmicos de aún más alta energía, del orden del petaelectronvoltio (PeV), mostrando así un posible origen de estos. De hecho, hay más de 200 fuentes de rayos gamma que emiten a energías de teraelectronvoltios, pero menos de una decena confirmadas que emitan a más de 100 TeV.

Según este estudio, los rayos gamma observados por HAWC serían el resultado de la interacción de rayos cósmicos de más alta energía con las moléculas de una zona de alta densidad de materia, una nube molecular.

UNA SE LAS MÁS POTENTES DESCUBIERTAS HASTA AHORA

El resultado de estar ante una de las fuentes de rayos cósmicos más potentes hasta ahora descubierta podría ser confirmado con la detección de neutrinos procedentes de HAWC J1825-134 mediante telescopios de neutrinos como KM3NeT o IceCube. Esta fuente destaca por estar en una posición idónea para ser observada por el futuro telescopio de neutrinos KM3NeT.

Francisco Salesa explica que "los resultados de las observaciones de HAWC J1825-134 hacen de esta fuente una clara candidata a emitir neutrinos de alta energía". Con un telescopio del volumen de detección de KM3NeT se espera poder observar esta fuente durante el periodo de operación del detector.

"HAWC J1825-134 cuenta con la ventaja de estar situada en el hemisferio sur celeste, que es la parte del cielo donde KM3NeT tiene mayor sensibilidad", añade el investigador del IFIC.

TELESCOPIOS DE PARTÍCULAS SUBATÓMICAS

Los telescopios KM3NeT y IceCube KM3NeT, ubicado en el fondo del mar Mediterráneo, y IceCube, situado en el Polo Sur, son detectores de neutrinos, las partículas subatómicas sin carga eléctrica más pequeñas hasta ahora conocidas.

Ambos telescopios trabajarán para confirmar los resultados obtenidos por HAWC en el caso de que se observe la esperada emisión de neutrinos como producto de la interacción de rayos cósmicos de alta energía con la materia y radiación en la fuente de producción. El detector KM3NeT, en el que el IFIC participa de manera activa, está actualmente en construcción y cuenta ya con varias líneas de detección operativas.

Estará completamente operativo en los próximos años. Francisco Salesa, que regresó al IFIC en 2019 con un contrato de Investigador Distinguido del programa GenT de Conselleria d'Innovació, Universitats, Ciència i Societat Digital de la Generalitat Valenciana, tiene como principal línea de investigación la Astronomía Multimensajero, que tiene como objetivo el estudio de los fenómenos astrofísicos que son observados por diferentes detectores de astropartículas en coincidencia espacial y/o temporal.

De esta manera, incluso con poca estadística, se puede afirmar que estos sucesos se produjeron en la misma fuente cósmica, y extraer así importante información sobre la naturaleza de los aceleradores más energéticos del universo.

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