Los astrónomos han detectado rayos gamma provenientes de las regiones más externas de un sistema estelar inusual dentro de la Vía Láctea. La fuente es un microquasar: un agujero negro que engulle materiales de su estrella compañera cercana y dispara dos poderosos chorros de material. Las observaciones sugieren que la aceleración de electrones y las colisiones en los extremos de los chorros del microquasar producen los poderosos rayos gamma.

Los cuásares son agujeros negros masivos que absorben material desde el centro de las galaxias, en lugar de alimentarse de una sola estrella. Estos emiten activamente radiación visible por todo el Universo.

Pero la mayoría está tan lejos que muchos de los cuásares detectados tienen sus chorros dirigidos a la Tierra, esto es el equivalente a mirar directamente a una linterna en la oscuridad, lo que hace que sean más fáciles de detectar.

En contraste, los chorros de una versión a escala pequeña de un cuásar llamado SS 433 están orientados lejos de la Tierra, lo que los hace más difíciles de observar.

“Nuestros hallazgos mejoran la 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 más potentes en los cuásares”, dijo el coautor principal, el Dr. Hao Zhou, investigador de las Divisiones de Física y Teórica en el Laboratorio Nacional de Los Álamos.

El estudio

El Dr. Zhou y sus colegas recopilaron datos del Observatorio de Rayos Gamma HAWC, que es un detector en la cima de una montaña en México que observa la emisión de rayos gamma provenientes de los remanentes de supernova, estrellas densas rotativas llamadas púlsares y cuásares.

Examinaron los datos de HAWC tomados durante más de 1,017 días observando al sistema de SS 433 y vieron evidencia de que los rayos gamma provenían de los extremos de los chorros del microcuásar, en lugar de la parte central del sistema estelar.

Basados en su análisis, los astrónomos concluyeron que los electrones en los chorros alcanzan energías que son aproximadamente 1,000 veces más altas que las que se pueden lograr usando aceleradores de partículas en la Tierra, como el Gran Colisionador de Hadrones.

Los electrones del chorro chocan con la radiación de fondo de microondas de baja energía que impregna el espacio, lo que produce la emisión de rayos gamma.

Este es un mecanismo recientemente observado para obtener 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.

“Lo sorprendente de este descubrimiento es que todas las teorías actuales de la aceleración de partículas tienen dificultades para explicar las observaciones”, dijo el coautor, el Dr. Hui Li, teórico de la División Teórica del Laboratorio Nacional de Los Álamos.

“Esto seguramente requiere nuevas ideas sobre la aceleración de partículas en los microscuásares y los sistemas de agujeros negros en general”.

Referencia del documento científico:
A.U. Abeysekara et al. 2018. Aceleración de partículas de muy alta energía impulsada por los chorros del microcuásar SS 433. Nature 562: 82-85; doi: 10.1038 / s41586-018-0565-5