Nota de prensa

ACELERADORES DE PARTÍCULAS DE LA VÍA LÁCTEA SORPRENDIDOS EN ACCIÓN

25 de Junio de 2009

Gracias a un "estudio balístico" único, que combinó información del Very Large Telescope de ESO y del Observatorio Chandra de rayos-X de NASA, astrónomos resolvieron un antiguo misterio acerca de los aceleradores de partículas de la Vía Láctea. En un artículo publicado en Science Express revelan que los rayos cósmicos de nuestra galaxia son acelerados con gran eficiencia en los residuos de estrellas que han hecho explosión.

Durante los vuelos del Apolo los astronautas reportaron haber visto extraños destellos de luz, visibles aún con los ojos cerrados. Desde entonces hemos sabido que la causa eran los rayos cósmicos, partículas extremadamente energéticas que llegan a la Tierra desde fuera del Sistema Solar y que están constantemente bombardeando su atmósfera. Una vez que llegan a la Tierra tienen aún suficiente energía como para provocar fallas en los componentes electrónicos.

Los rayos cósmicos galácticos provienen de fuentes que están dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, y que consisten principalmente de protones que se mueven casi de la velocidad de la luz, el "límite máximo de velocidad" en el Universo. Estos protones han sido acelerados a energías que exceden con mucho incluso a las energías que será capaz de alcanzar el Gran Colisionador de Hadrones del CERN.

“Hace tiempo que se piensa que los súper aceleradores que producen estos rayos cósmicos en la Vía Láctea son los envoltorios en expansión creados por estrellas que han hecho explosión, pero nuestras observaciones revelan la pistola humeante que lo prueba", dice Eveline Helder del Instituto Astronómico Utrecht de la Universidad de Utrecht en Holanda, autora principal del nuevo estudio.

"Se podría incluso decir que ahora hemos confirmado el calibre de la pistola empleada para acelerar los rayos cósmicos a sus tremendas energías", añade el colaborador, Jacco Vink, también del Instituto Astronómico Utrecht.

Por primera vez Helder, Vink y sus colegas han logrado una medición que resuelve el antiguo dilema astronómico de si las explosiones estelares producen o no suficientes partículas aceleradas para explicar el número de rayos cósmicos que golpean la atmósfera de la Tierra. El estudio del equipo indica que sí lo hacen y establecen cuanta energía es retirada del gas impactado en la explosión estelar y usada para acelerar partículas.

"Cuando una estrella explota en lo que llamamos una supernova, gran parte de la energía de la explosión se usa para acelerar algunas partículas hasta energías extremadamente altas", dice Helder. "La energía usada para la aceleración de partículas está a expensas del calentamiento del gas, el que, por lo tanto, es mucho más frío que lo que la teoría predice".

Los investigadores observaron el residuo de una estrella que hizo explosión en AD 185, tal como fue registrado por astrónomos chinos. El residuo, llamado RCW 86, está ubicado a unos 8.200 años-luz de distancia hacia la constelación de Circinus (el Compás). Probablemente sea el registro más antiguo de la explosión de una estrella.

Empleando el Very Large Telescope de ESO, el equipo midió la temperatura del gas inmediatamente posterior a la onda del impacto creado por la explosión estelar. También midieron la velocidad de la onda del impacto, usando imágenes obtenidas por el Observatorio Chandra de rayos-X de la NASA en un lapso de tres años. Así determinaron que se mueve a entre 10 y 30 millones de km/h, lo que significa un 1-3 % la velocidad de la luz.

La temperatura del gas resultó ser de 30 millones de grados Celsius. Esto es bastante caliente en comparación a los estándares corrientes, pero mucho menor que lo esperado, dada la velocidad del impacto de onda medida. Esta tendría que haber calentado el gas hasta al menos quinientos millones de grados.

"La energía faltante es la que mueve los rayos cósmicos", concluye Vink.

Información adicional

Esta investigación fue presentada en un artículo que será publicado en Science: Midiendo la eficiencia de la aceleración de rayos cósmicos del residuo de una supernova, por E.A. Helder y otros.

El equipo está compuesto por E.A. Helder, J. Vink y F. Verbunt (Astronomical Institute Utrecht, Utrecht University, Holanda), C.G. Bassa y J.A.M. Bleeker (SRON, Netherlands Institute for Space Research, Holanda), A. Bamba (ISAS/JAXA Department of High Energy Astrophysics, Kanagawa, Japón), S. Funk (Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford, USA), P. Ghavamian (Space Telescope Science Institute, Baltimore, EE.UU.), K. J. van der Heyden (University of Cape Town, South Africa), y R. Yamazaki (Department of Physical Science, Hiroshima University, Japón). C.G. Bassa también está afiliado a Radboud University Nijmegen, Holanda.

ESO, el Observatorio Europeo Austral, es la principal organización astronómica intergubernamental en Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Es apoyado por 14 países: Austria, Bélgica, la Republica Checa, Dinamarca, Francia, Finlandia, Alemania, Italia, Holanda, Portugal, España, Suecia, Suiza y el Reino Unido.

ESO desarrolla un ambicioso programa enfocado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación basadas en tierra que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también tiene un rol principal en promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación de clase mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio astronómico de luz visible más avanzado del mundo. ESO es el socio europeo del revolucionario telescopio ALMA, el mayor proyecto astronómico que existe. ESO está actualmente planificando el telescopio óptico de infrarrojo cercano de 42 metros de diámetro, European Extremely Large Telescope, el E-ELT, que se convertirá en "el ojo más grande del mundo hacia el cielo".

Enlaces

Para solicitar el artículo de Science

Contactos

Eveline Helder
Astronomical Institute Utrecht
Utrecht, Netherlands
Teléfono: +31 30 253 5221
Correo electrónico: E.A.Helder@uu.nl

Jacco Vink
Astronomical Institute Utrecht
Utrecht, Netherlands
Teléfono: +31 30 253 2513
Correo electrónico: j.vink@uu.nl

Stefan Funk
Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
Stanford, USA
Teléfono: +1 650 926 8979
Correo electrónico: funk@slac.stanford.edu

Ryo Yamazaki
Hiroshima University
Hiroshima, Japan
Teléfono: +81-82-424-7362
Correo electrónico: ryo@theo.phys.sci.hiroshima-u.ac.jp

Aya Bamba
Hiroshima University
Kanagawa, Japan
Teléfono: +81-42-759-8138
Correo electrónico: bamba@astro.isas.jaxa.jp

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso0923.