Foto aérea de LHAASO. Crédito: IHEP
El Observatorio de lluvias de gran altitud de China (LHAASO), una de las principales instalaciones de infraestructura científica y tecnológica del país, ha descubierto más de una docena de aceleradores espaciales de energía ultra alta (UHE) en la Vía Láctea. También detectó fotones con energías superiores a 1 petaelectronvoltio (cuatrillones de electronvoltios o PeV), incluido uno con un valor de 1,4 PeV. Este último es el fotón de mayor energía jamás observado.
Estos descubrimientos desafían la comprensión tradicional de la Vía Láctea y marcan el comienzo de la era de la astronomía gamma UHE. Estas observaciones impulsarán a las personas a repensar el mecanismo por el cual las partículas de alta energía se generan y propagan en la Vía Láctea, y alentarán a las personas a estudiar los fenómenos celestes y sus procesos físicos con mayor profundidad, y a probar las leyes físicas básicas en condiciones extremas.
Estos hallazgos fueron publicados en la revista Naturaleza El 17 de mayo, la Colaboración Internacional LHAASO, liderada por el Instituto de Física de Altas Energías (IHEP) de la Academia de Ciencias de China, concluyó el estudio.
El Observatorio LHAASO todavía está en construcción. Los aceleradores cósmicos, conocidos como PeVatrones porque aceleran las partículas en el rango de PeV, y los fotones de PeV se descubrieron utilizando la primera mitad del sistema de detección, que se completó a fines de 2019 y funcionó durante 11 meses en 2020.
Se han detectado fotones con energías superiores a 1 PeV en una región de formación de estrellas muy activa en la constelación de Cygnus. LHAASO también detectó 12 fuentes de radiación gamma estables con energías de hasta aproximadamente 1 PeV, y la importancia de las señales de fotones con siete desviaciones estándar mayores que el fondo circundante. Estas fuentes tienen posiciones en nuestra galaxia que se pueden medir con una precisión mejor que 0,3 °. Estas son las fuentes más brillantes de rayos gamma de la Vía Láctea en el campo de visión de LHAASO.
Si bien los datos recolectados de los primeros 11 meses de funcionamiento solo permitieron la observación de estas fuentes, todas emiten el llamado Fotones UHE, es decir, rayos gamma por encima de 0,1 PeV. Los resultados muestran que la Vía Láctea está llena de PeVatrones, mientras que el acelerador más grande de la Tierra (LHC en el CERN) solo puede acelerar partículas hasta 0.01 PeV. Los científicos ya han determinado que los aceleradores de rayos cósmicos de la Vía Láctea tienen un límite de energía. Hasta ahora, el límite previsto era de alrededor de 0,1 PeV, lo que lleva a un corte natural del espectro gamma por encima de este.
Sin embargo, el descubrimiento de LHAASO aumentó este “límite” ya que los espectros de la mayoría de las fuentes no están recortados. Estos descubrimientos marcaron el comienzo de la era de las observaciones astronómicas gamma UHE. Muestran que los cuerpos celestes no térmicos, como los cúmulos de estrellas masivos jóvenes, los restos de supernovas, las nebulosas de púlsar, etc., representados por las regiones de formación de estrellas Cygnus y la nebulosa del Cangrejo, son los mejores candidatos para encontrar rayos cósmicos UHE en la Vía Láctea.
Gracias a la astronomía gamma UHE, el misterio centenario, el origen de los rayos cósmicos, pronto se resolverá. El proyecto LHAASO impulsará a los científicos a repensar los mecanismos de aceleración y propagación de los rayos cósmicos de alta energía en la Vía Láctea. También permitirá a los científicos estudiar fenómenos astrofísicos extremos y sus procesos correspondientes, permitiendo así el estudio de las leyes fundamentales de la física en condiciones extremas.
Proporcionado por la Academia de Ciencias de China