Imprimir

Ciencia

Explosión de energía

Un conjunto de técnicas permite la identificación de fuentes más débiles de rayos gama

Un equipo de astrofísicos brasileños y astrónomos estadounidenses ha identificado un tipo bastante raro de galaxia, conocida como blazar, situado a 10 mil millones de años luz de la Tierra (un año luz corresponde a 9,5 billones de kilómetros) – uno de los más distantes objetos cósmicos que ya se hayan encontrado. De las 93 galaxias de ese tipo ya conocidas, ésta es la más débil fuente de emisión de rayos gama y de ondas de radio. Pero aun así, dicha emisión es mil veces mayor que la emitida por toda la Vía Láctea y 100 trillones de veces superior a la que libera el Sol.

Solamente fue posible descubrir ese blazar, llamado 3EG J2006-2321, porque se conjugaron técnicas sofisticadas de investigación con recursos que podrían denominarse como arcaicos. Lejos ha quedado el tiempo en el cual bastaba apuntar el telescopio hacia el cielo y encontrar nuevas galaxias. Hoy en día, la búsqueda de objetos celestes, sobre todo aquéllos que se encuentran más distantes, requiere de la integración de técnicas que detectan la energía emitida en las diferentes formas de radiación electromagnética de un extremo al otro del espectro – desde los rayos gama hasta las ondas de radio, pasando por los rayos X y por la luz visible. Cada tipo de radiación funciona como si fuera una pieza de un rompecabezas que se encaja y lentamente así va brindando una idea de la imagen que se forma.

El descubrimiento surgió de las informaciones del Telescopio de Experimentos Energéticos en Rayos Gama (Egret) del Observatorio Compton, el satélite de la Nasa, la agencia espacial norteamericana, que escrutó los cielos entre 1991 y 2000 en busca de fuentes de rayos gama, catalogando algunas posibles nuevas galaxias. Pero fue un telescopio del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG) de la Universidad de São Paulo (USP), equipado con una cámara digital y cristales de calcita – un material utilizado por los vikingos hace mil años para navegar, debido a que permite localizar la posición del Sol con base en la polarización de la luz -, que confirmó la identificación del blazar. La cooperación perfeccionó el método de detección de esos objetos, con la asociación del análisis de la emisión de rayos gama, ondas de radio y luz visible.

“Está cada vez más claro que es necesario reunir información de varias longitudes de onda para comprender mejor un objeto”, afirma el astrofísico Antônio Mário Magalhães del IAG, que coordinó la etapa brasileña de dicho estudio, publicado en la edición de abril de la revista The Astrophysical Journal. La suma de técnicas permite comprender mejor la estructura y la formación de los blazares ya conocidos, e identificar otras fuentes débiles de rayos gama, una radiación compuesta por luz de longitud de onda del orden de la milésima billonésima parte del metro (el tamaño del núcleo de los átomos) y millones de veces más energética que la luz visible.

Los blazares pertenecen a una clase de galaxias con núcleos activos, que presentan una característica que los distingue de las galaxias más calmas, como la Vía Láctea: la región central de las galaxias activas, concentrada en una región menor que el Sistema Solar, emite más energía que el resto de la galaxia, justificando su nombre de núcleos activos de galaxias o NAGs. El blazar recientemente identificado, incluso con una emisión de radiación gama relativamente baja entre los ya conocidos, libera 1040 watts (el número 1 seguido de 40 ceros).

Los investigadores creen que la energía de los núcleos activos de las galaxias deriva de agujeros negros con masa muy elevada, de entre 100 y 1.000 millones de soles, situados en el centro de dichas galaxias, que puede permanecer activos durante 100 millones de años. Cada año, esos agujeros negros consumen el equivalente a un Sol y lanzan dos chorros de gas, en sentidos opuestos, a una velocidad cercana a la de la luz, de hasta 100 mil años luz de extensión. Los electrones de esos chorros emiten radiación con una longitud de onda en las franjas de los rayos X, las ondas de radio y la luz visible. Se presume que esos fotones de radio, esparcidos por los electrones energéticos, se convierten en rayos gama.

Pero solamente con el método tradicional los astrónomos no lograban avanzar. Tras analizar las 271 fuentes de radiación de esa misma franja del espectro electromagnético catalogadas por el telescopio Egret, Paul Wallace, del Berry College, seleccionó un objeto que presentaba una mayor probabilidad de ser un blazar entre aquéllos aún no identificados. Esa probable galaxia, a pesar de emitir poca energía, tenía una de las marcas de los núcleos activos: el flujo de energía variaba con el tiempo. Pero a diferencia de los objetos observados en el óptico, las fuentes de rayos gama provienen de una dirección en el cielo no conocida con exactitud.

Fuentes de radio
Siguiendo un camino complementario, Dave Thompson, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard, de la Nasa, analizó fuentes de radio, las menos energéticas del espectro electromagnético, que en el cielo aparecían cerca de las fuentes de rayos gama. Thompson encontró seis objetos que podrían corresponder a la fuente gama identificada por Wallace. Cuatro de éstos fueron rápidamente excluidos. Los restantes eran peculiares: generaban un flujo de energía en ondas de radio entre cuatro y seis veces más débil que el normal para un blazar.

Jules Halpern, de la Universidad de Columbia, tomó imágenes ópticas y notó que una de las fuentes era una galaxia normal, y la otra, un objeto puntual. Por ser puntual, podía ser un blazar o cualquier otro astro dentro o fuera de nuestra galaxia. Pero el espectro de la radiación emitida por ese objeto exhibió un desplazamiento hacia el rojo, el llamado redshift, indicando que la fuente se encontraba muy distante de la Via Láctea. Magalhães dio la palabra final. Con el polarímetro que él mismo había proyectado, el equipo do IAG estudió las dos fuentes de radio, pero en la luz visible.

El polarímetro, acoplado al telescopio del IAG en el Laboratorio Nacional de Astrofísica en Brasópolis, Minas Gerais, mide la fracción de la luz captada que es polarizada, es decir, que vibra en un solo plano. En seis horas de observación, en dos noches de 2000 y 2001, los astrónomos paulistas consolidaron el diagnóstico al asociar el 3EG J2006-2321 con la fuente distante de luz visible que también emitía en radio: el objeto puntual presentaba una variación de la polarización de la luz, otra característica de los blazares.

El próximo paso consistirá en evaluar la polarización de la luz de otros 15 posibles blazares del Egret con un polarímetro conectado al telescopio de Cerro Tololo, en Chile. “La identificación de fuentes aún no estudiadas ayudará a conocer el origen de los fotones más energéticos que atraviesan el Universo”, concluye Magalhães.

Republicar