La radiación de este púlsar es unas 200 veces más energética que toda la radiación detectada hasta ahora procedente de este objeto
Los investigadores creen que las partículas de luz infrarroja (fotones) procedentes de los polos del púlsar son elevadas a energías de rayos gamma (azules) por electrones rápidos. Crédito: Science Communication Lab for DESY
Los estudios sobre rayos gamma han demostrado que los potentes púlsares aislados son excepcionales aceleradores de partículas y fabricantes de antimateria. Los procesos de aceleración y radiación asociados y los lugares donde tienen lugar siguen siendo objeto de numerosas inquietudes sin respuesta. En sus espectros de radiación, todos los púlsares de rayos gamma observados hasta ahora muestran graves cortes o una ruptura por encima de energías de unos pocos gigaelectronvoltios.
Gracias a los telescopios Cherenkov del Sistema Estereoscópico de Alta Energía, los científicos del observatorio H.E.S.S. de Namibia han detectado los rayos gamma de mayor energía procedentes de un púlsar. Estos rayos gamma tenían una energía de 20 teraelectronvoltios, aproximadamente diez billones de veces la de la luz visible. Esta observación es difícil de explicar desde el punto de vista de la teoría que subyace a la generación de tales rayos gamma pulsantes.
Se descubrió que esta componente de la radiación procedía del púlsar Vela, el púlsar más brillante en la banda de radio del espectro electromagnético y la fuente persistente más brillante de rayos gamma cósmicos en el rango de los gigaelectronvoltios (GeV). El púlsar está situado en el cielo austral, en la constelación de Vela (vela del barco).
La radiación de este púlsar es unas 200 veces más energética que toda la radiación detectada hasta ahora procedente de este objeto. Los intervalos de fase de esta componente de energía extremadamente alta coinciden con los observados en el rango de los GeV. El patrón de emisión en rotación debe mantenerse aunque los electrones tengan que ir más allá de la magnetosfera para alcanzar estas energías.
Arache Djannati-Atai, del laboratorio Astroparticle & Cosmology (A.P.C.), en Francia, que dirigió la investigación, declaró: "Este resultado desafía nuestros conocimientos previos sobre los púlsares y obliga a replantearse cómo funcionan estos aceleradores naturales. El esquema tradicional en el que las partículas se aceleran a lo largo de líneas de campo magnético dentro o ligeramente fuera de la magnetosfera no puede explicar suficientemente nuestras observaciones."
"¿Quizás estemos presenciando la aceleración de partículas a través del llamado proceso de reconexión magnética más allá del cilindro de luz, que aún conserva de algún modo el patrón rotacional? Pero incluso este escenario se enfrenta a dificultades para explicar cómo se produce una radiación tan extrema."
"Sea cual sea la explicación, junto a sus otros superlativos, el púlsar Vela ostenta ahora oficialmente el récord como púlsar con los rayos gamma de mayor energía descubiertos hasta la fecha. Este descubrimiento abre una nueva ventana de observación para la detección de otros púlsares en el rango de decenas de teraelectronvoltios con telescopios de rayos gamma actuales y futuros más sensibles, allanando así el camino para una mejor comprensión de los procesos de aceleración extrema en objetos astrofísicos altamente magnetizados."
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Fuentes, créditos y referencias:
Sincrotrón electrónico alemán - Discovery of a Radiation Component from the Vela Pulsar Reaching 20 Teraelectronvolts, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02052-3
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Fuente:
© Astrónomos detectan la luz de mayor energía jamás vista de un púlsar
