La primera detección de radiación altamente energética de un microquasar hace que los astrofísicos busquen nuevas teorías para explicar la aceleración extrema de partículas. Un microquasar es un agujero negro que engulle los escombros de una estrella compañera cercana y expulsa poderosos chorros de material.
"Lo sorprendente de este descubrimiento es que todas las teorías actuales de aceleración de partículas tienen dificultades para explicar las observaciones", dijo Hui Li, un teórico de la División Teórica del Laboratorio Nacional de Los Alamos que formó parte del equipo. "Esto seguramente requiere nuevas ideas sobre partículas".aceleración en microquásares y sistemas de agujeros negros en general "
Las observaciones del equipo, descritas en la edición del 4 de octubre de la revista Naturaleza , sugieren fuertemente que las colisiones de partículas en los extremos de los chorros del microquasar produjeron los poderosos rayos gamma. Los científicos creen que el estudio de los mensajes de este microquasar, denominado SS 433, puede ofrecer una visión de los eventos más extremos que ocurren en los centros de galaxias distantes.
El equipo recopiló datos del Observatorio de rayos gamma Cherenkov de agua de gran altitud HAWC, que es un detector en la cima de una montaña en México que observa la emisión de rayos gamma de los restos de supernovas, estrellas densas giratorias llamadas púlsares y quásares., financiado por la Oficina de Física de Alta Energía del Departamento de Energía, ayudó a construir HAWC, que se completó en 2015.
Ahora, el equipo ha estudiado uno de los microcuásares más conocidos, a unos 15,000 años luz de distancia.
Los cuásares son agujeros negros masivos que absorben material de los centros de las galaxias, en lugar de alimentarse de una sola estrella. Emiten activamente radiación visible en todo el universo. Pero la mayoría están tan lejos que la mayoría de los cuásares detectados deben tener sulos chorros apuntaban a la Tierra, haciéndolos más fáciles de detectar, como mirar directamente a una linterna. En contraste, los chorros del SS 433 están orientados lejos de la Tierra, lo que los hace más difíciles de observar. Sin embargo, HAWC pudo detectar una luz energética similar cuando se viodesde el costado, permitiendo que se vea todo el chorro "
"Los nuevos hallazgos mejoran nuestra comprensión de la aceleración de partículas en chorros de microcuásares, que también arroja luz sobre la física de los chorros en chorros extragalácticos mucho más grandes y potentes en los cuásares", dijo Hao Zhao, de la División de Física del Laboratorio Nacional de Los Alamos.
HAWC, ubicado aproximadamente a 13,500 pies sobre el nivel del mar cerca del volcán Sierra Negra en México, atrapa la lluvia de partículas que se mueve rápidamente con un detector compuesto por más de 300 tanques de agua, cada uno de aproximadamente 24 pies de diámetro. Cuando las partículas golpeanen el agua, producen una onda de choque de luz azul, llamada radiación Cherenkov. Las cámaras en los tanques detectan esta luz, lo que permite a los científicos compilar la historia del origen de los rayos gamma.
La colaboración HAWC examinó datos tomados de más de 1,017 días de observación y vio evidencia de que los rayos gamma provenían de los extremos de los chorros del microquasar, en lugar de la parte central del sistema estelar. Según su análisis, los investigadores concluyeron queLos electrones en los jets alcanzan energías que son aproximadamente 1,000 veces más altas de lo que se puede lograr usando aceleradores de partículas unidas a la tierra, como el Gran Colisionador de Hadrones. Los electrones a reacción chocan con la radiación de fondo de microondas de baja energía que impregna el espacio, dando como resultado rayos gammaemisión. Este es un mecanismo recientemente observado para sacar rayos gamma de alta energía de este tipo de sistema y es diferente de lo que los científicos han observado cuando los chorros apuntan a la Tierra.
Hasta ahora, los instrumentos no habían visto información tan detallada sobre SS 433 porque, de acuerdo con los mapas del cielo existentes, este microquasar está escondido en un remanente de supernova brillante que también emite rayos gamma. Pero el amplio campo de visión de HAWC y su larga línea de base se venen todo el cielo todas las noches. Esta característica permitió que el detector, análogo a una cámara con una exposición prolongada y lente gran angular, resolviera las características distintivas del microcuásar, a pesar de estar oscurecido por el entorno.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Los Alamos . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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