Después del descubrimiento de nueve fuentes de rayos gamma de energía ultra alta en 2020, los científicos del Observatorio Cherenkov de Gran Altitud (HAWC) utilizaron el amplio campo de visión y las capacidades de investigación del objeto para determinar que las regiones alrededor de los púlsares potentes comúnmente emiten rayos ultra altos. -Rayos gamma de energía. Fuente: Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
El descubrimiento de que las nebulosas que rodean a los púlsares más poderosos están bombeando rayos gamma de energía ultra alta podría reescribir el libro sobre el origen galáctico de estos rayos. Los púlsares son estrellas colapsadas, altamente magnetizadas y que giran rápidamente, rodeadas de nebulosas impulsadas por vientos generados dentro de los púlsares.
“Usamos el amplio campo de visión y las oportunidades de investigación en el Observatorio Cherenkov a Grandes Altitudes (HAWC) para buscar una colección de púlsares poderosos. Encontramos evidencia significativa de que las emisiones de radiación gamma de energía ultra alta están cerca de estos objetos, se ha encontrado una característica universal ”, dijo Kelly Malone, astrofísica del grupo de Física y Aplicaciones Nucleares y de Partículas del Laboratorio Nacional de Los Alamos y autora principal del nuevo HAWC. Estudio de colaboración sobre radiación gamma de púlsares.
La colaboración HAWC está formada por más de 100 científicos internacionales. Malone desarrolló el algoritmo de estimación de energía de rayos gamma que se utiliza en el artículo y realizó todo el análisis.
La sabiduría convencional atribuyó las emisiones de rayos gamma de energía ultra alta (más de 56 teraelectrones voltios) a fuentes de neutrinos y rayos gamma llamadas PeVatrones, que están asociadas con la aceleración de los rayos cósmicos cargados en energía de petaelectrones voltios. Las energías son aproximadamente cinco veces superiores a las producidas por los aceleradores en la Tierra. Esto fue cuestionado cuando en 2020 la Colaboración HAWC publicó un catálogo de nueve fuentes de radiación gamma que emiten más de 56 teraelectrones voltios. Es un catálogo de las fuentes astrofísicas más enérgicas jamás producidas. El equipo se sorprendió al descubrir que todas las fuentes que detectaron estaban cerca de los púlsares más poderosos jamás observados.
En el nuevo artículo, el equipo buscó señales de rayos gamma de muy alta energía cerca de púlsares extremadamente poderosos.
“Descubrimos que las emisiones de energía ultra alta parecen ser una característica general de estos objetos. Los rayos gamma probablemente se crean por interacciones en un viento de púlsar. Esto nos permite construir una imagen más completa de los rayos gamma más energéticos jamás detectados. surgen en nuestra galaxia ”, dijo Malone. “Ahora que sabemos que las nebulosas de viento púlsar emiten estas energías, podemos concentrarnos en detectar más de ellas con búsquedas más largas y experimentos más sensibles”.
El equipo de HAWC Collaboration construyó recientemente una actualización del detector que es más sensible a los rayos gamma de energía más alta. Además, el experimento planeado del Observatorio de rayos gamma de campo amplio del sur (SWGO) será extremadamente sensible por encima de 50 teraelectrones voltios y permitirá que se lleven a cabo estudios detallados de emisiones relacionadas con púlsares.
El Observatorio HAWC consiste en una serie de tanques llenos de agua en lo alto de las laderas del volcán Sierra Negra en Puebla, México, donde la fina atmósfera proporciona mejores condiciones para observar los rayos gamma. Cuando los rayos gamma golpean partículas en la atmósfera, crean ráfagas de partículas energéticas. Cuando algunas partículas en los estallidos de rayos cósmicos viajan y golpean el agua dentro de los tanques detectores HAWC, producen un estallido de luz llamado radiación de Cherenkov. Al estudiar estas explosiones de Cherenkov, los científicos reconstruyen las fuentes de las lluvias de partículas para descubrir qué partículas las causaron.
El artículo “Evidencia de que los rayos gamma de energía ultra alta son una característica universal cerca de los púlsares potentes”, se publicó en Cartas de revistas astrofísicas.
Proporcionado por el Laboratorio Nacional de Los Alamos