miércoles, 24 de abril de 2013

Un enigma de la astrofísica de altas energías

Los blazar son los más brillantes entre los núcleos galácticos activos, y muchos emiten rayos x de alta energía. Nuevas observaciones del blazar conocido como PKS 1424+240 muestran que es la fuente de rayos x de alta energía más distante conocida, pero su espectro de emisión parece ser altamente inusual.

Un equipo de investigadores ha usado datos del telescopio Hubble para establecer el límite inferior para el corrimiento al rojo de un blazar (z ≥ 0.6035). El corrimiento al rojo de un objeto es una medida de cuan estirada está la longitud de onda de la luz que emite y llega a la Tierra, debido a la expansión del Universo. Así pues, revela la edad y distancia al objeto. Este corrimiento al rojo del blazar corresponde a una distancia de al menos 7.400 millones de años luz.

A una distancia tan grande, una proporción sustancial de rayos gamma debería ser absorbida por la luz de fondo extragaláctica, pero los cálculos realizados teniendo en cuenta la absorción esperada muestran un inesperado espectro de emisión por parte del blazar.

Los descubrimientos podrían indica algo nuevo acerca de los mecanismos de emisión de los blazar, la luz extragaláctica de fondo o la propagación de los fotones de rayos gamma sobre grandes distancias. No se pensó que tales fuentes de rayos gamma de alta energía pudiesen ser visibles a distancias tan grandes. La investigación debería permitir a los científicos una mejor comprensión de los modelos cosmológicos que predicen la luz extragaláctica de fondo.

La luz extragaláctica de fondo (EBL) es la radiación difusa de todas las galaxias y estrellas, una luz ténue pero penetrante que llena el universo. Cuando un fotón de rayos gamma de alta energía colisiona con fotones de EBL de baja energía, se aniquilan y crean un par electrón-positrón. Cuanto más lejos tengan que viajar los rayos gamma, más probable es que sean absorbidos por este mecanismo. Esto limita la distancia a la que las fuentes de rayos gamma de muy alta energía pueden ser detectadas.

Medir el EBL directamente es extremadamente dificil ya que hay demasiadas fuentes de luz brillantes en nuestras inmediaciones. Además de estimaciones basadas en modelos cosmológicos, los astrónomos han usado conteos de galaxias para establecer un limite inferior para el EBl. Usando un modelo cercano a este límite inferior para calcular la absorción esperada de los rayo gamma de muy alta energía de PKS 1424+240, el equipo de investigadores obtuvo un espectro de emisión de rayos gamma intrínseco para el blazar. Los resultados, sin embargo, se desviaron de la emisión esperada basados en los actuales modelos de blazar, los cuales se piensa que son resultado de un chorro de partículas relativista potenciado por material que cae en el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia huésped.

Via Carnegie science

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