Captan por primera vez rayos gamma extremos desde el centro galáctico

El observatorio HAWC (High-Altitude Water Cherenkov) ha detectado rayos gamma de ultraalta energía, superiores a 100 teraelectronvoltios, que provienen del centro de la galaxia, lo que marca la primera vez que se rastrea su origen hasta esta región.

«Estos hallazgos nos permiten observar el centro de la Vía Láctea con energías significativamente más altas que lo que se había conseguido hasta ahora», explicó Pat Harding, físico del Laboratorio Nacional de Los Álamos y principal investigador del proyecto. «La investigación confirma la existencia de una fuente PeVatron de rayos gamma de ultraalta energía en la Cresta del Centro Galáctico, lo que sugiere que esta zona alberga algunos de los procesos físicos más extremos del universo».

El HAWC, ubicado a más de 4.000 metros de altitud en el volcán Sierra Negra de México, ha estado recopilando datos durante más de siete años. En este tiempo, los científicos han registrado cerca de 100 eventos de rayos gamma con energías superiores a los 100 teraelectronvoltios. Estos datos, publicados en Astrophysical Journal Letters, permiten analizar las interacciones de los rayos cósmicos con el PeVatron y compararlas con otras observaciones para precisar los procesos de emisión en el centro galáctico.

Aunque la naturaleza exacta del PeVatron sigue siendo incierta, su existencia indica un entorno extremadamente violento en esa región de la galaxia. Sabemos que el centro de la Vía Láctea contiene un agujero negro supermasivo rodeado de estrellas de neutrones, enanas blancas y densas nubes de gas a temperaturas extremas, lo que dificulta la observación directa. Por eso, los rayos gamma son fundamentales para estudiar este entorno hostil.

Estos rayos gamma de ultraalta energía son generados por partículas aceleradas a energías cercanas a un PeV (petaelectronvoltios), es decir, un cuatrillón de veces más potente que la luz emitida por una bombilla. Los protones de rayos cósmicos que el PeVatron expulsa viajan a casi el 100 % de la velocidad de la luz y, al interactuar con el denso gas circundante, producen rayos gamma de ultraalta energía.

Aunque aún no se comprende completamente cómo funcionan los PeVatrons, se cree que están relacionados con fenómenos extremadamente violentos como supernovas o la colisión de agujeros negros, eventos que en su mayoría se esperarían fuera de nuestra galaxia.

El HAWC, un experimento diseñado para detectar estos raros rayos gamma de energía ultraalta, opera con 300 tanques llenos de agua ubicados en las laderas del volcán Sierra Negra. Cuando las partículas energéticas alcanzan la atmósfera terrestre, generan una lluvia de partículas de menor energía. Al pasar por los tanques de agua, las partículas producen radiación Cherenkov, un destello azul que los científicos analizan para deducir el origen de los rayos gamma.

Este proyecto es la evolución del experimento Milagro, un observatorio ubicado en las montañas Jemez, en las afueras de Los Álamos, que operó hasta 2008 antes de trasladarse al sur para mejorar la observación del centro galáctico.

El equipo de investigación planea continuar sus estudios en el Observatorio de Rayos Gamma de Campo Amplio del Sur, actualmente en construcción en el desierto de Atacama, Chile. Esta nueva instalación permitirá obtener una visión más precisa de los misterios que envuelven el centro de la Vía Láctea.