Una 'trampa' en el centro de la galaxia, posible fuente de neutrinos

   MADRID, 19 Jul. (EUROPA PRESS) -

   El centro de nuestra Vía Láctea parece contener una 'trampa' que concentra parte de los rayos cósmicos de la más alta energía, que están entre las partículas más rápidas en la galaxia.

   Así lo sugiere un análisis combinado de los datos del telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA y del sistema estereoscópico de alta energía (HESS), un observatorio terrestre en Namibia. Además, podría ser indicio de que el centro de la galaxia podría ser una poderosa fuente de neutrinos, las enigmáticas partículas fundamentales del Universo.

   "Nuestros resultados sugieren que la mayoría de los rayos cósmicos que pueblan la región más interna de nuestra galaxia, y especialmente los más enérgéticos, se producen en regiones activas más allá del centro galáctico y más tarde se ralentizan allí a través de interacciones con las nubes de gas", dijo en un comunicado Daniele Gaggero, de la Universidad de Amsterdam. "Esas interacciones producen gran parte de la emisión de rayos gamma observada por Fermi y HESS"

   Los rayos cósmicos son partículas de alta energía que se mueven a través del espacio a casi la velocidad de la luz. Alrededor del 90 por ciento son protones, con electrones y los núcleos de varios átomos que componen el resto. En su viaje a través de la galaxia, estas partículas cargadas eléctricamente se ven afectadas por campos magnéticos, que alteran sus caminos y hacen imposible saber de dónde se originaron.

   Pero los astrónomos pueden aprender acerca de estos rayos cósmicos cuando interactúan con la materia y emiten rayos gamma, la forma de luz de mayor energía.

   En marzo de 2016, científicos con la colaboración HESS informaron de la evidencia de rayos gamma de actividad extrema en el centro galáctico. El equipo encontró un resplandor difuso de los rayos gamma alcanzando casi 50 billones de electronvoltios (TeV). Eso es unas 50 veces mayor que las energías de rayos gamma observadas por el Telescopio de Área Grande de Fermi (LAT). Para poner estos números en perspectiva, la energía de la luz visible oscila entre 2 y 3 electronvoltios.

   La nave espacial Fermi detecta los rayos gamma cuando entran en el LAT. Sobre el terreno, HESS detecta la emisión cuando la atmósfera absorbe los rayos gamma, lo que desencadena una cascada de partículas dando como resultado un destello de luz azul.

   En un nuevo análisis, publicado en Physical Review Letters, un equipo internacional de científicos combinó datos de baja energía LAT con observaciones de alta energía de HESS. El resultado fue un espectro de rayos gamma continuo que describe la emisión del centro galáctico a través de un intervalo de energía de mil veces.

   "Una vez que restamos las fuentes de puntos brillantes, encontramos un buen acuerdo entre los datos de LAT y HESS, algo sorprendente debido a las diferentes ventanas de energía y a las técnicas de observación utilizadas", dijo el coautor Marco Taoso del Instituto de Física Teórica de Madrid y Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia (INFN) en Turín.

   Este acuerdo indica que la misma población de rayos cósmicos -en su mayoría protones- encontrada en el resto de la galaxia es responsable de los rayos gamma observados desde el centro galáctico. Pero la mayor parte de energía de estas partículas, las que alcanzan 1.000 TeV, se mueven a través de la región de manera menos eficiente que en cualquier otro lugar de la galaxia. Esto da como resultado un resplandor de rayos gamma que se extiende a las energías más altas observadas por HESS.

   "Los rayos cósmicos más enérgicos pasan más tiempo en la parte central de la galaxia de lo que se pensaba anteriormente, por lo que producen una impresión más fuerte en los rayos gamma", dijo el coautor Alfredo Urbano de la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN) INFN Trieste.

   Este efecto no está incluido en los modelos convencionales de cómo los rayos cósmicos se mueven a través de la galaxia. Pero los investigadores muestran que las simulaciones que incorporan este cambio muestran un acuerdo aún mejor con los datos de Fermi.

   "Las mismas colisiones de partículas vertiginosas responsables de producir estos rayos gamma también deben producir neutrinos, las partículas fundamentales más rápidas, más ligeras y menos comprendidas", dijo el coautor Antonio Marinelli de INFN Pisa. Los neutrinos viajan directamente a nosotros desde sus fuentes porque apenas interactúan con otras materias y porque no llevan carga eléctrica, por lo que los campos magnéticos no los influencian.

   "Experimentos como IceCube en la Antártida están detectando neutrinos de alta energía de más allá de nuestro sistema solar, pero señalar sus fuentes es mucho más difícil", dijo Regina Caputo, miembro del equipo Fermi en el Goddard Space Flight Center de la NASA, involucrados en el estudio. "Los hallazgos de Fermi y HESS sugieren que el centro galáctico podría ser detectado como una fuerte fuente de neutrinos en un futuro próximo, y eso es muy emocionante".