Nueva explicación a un enigma galáctico: el estudio innovador de la UNLP
En distintos puntos de la Vía Láctea, los telescopios más modernos del mundo están detectando potentes emisiones de rayos gamma, una forma extrema de radiación que señala la presencia de procesos cósmicos violentos. Muchas de estas fuentes figuran entre las más energéticas jamás observadas y, hasta ahora, su origen era un verdadero misterio para la astrofísica. Un nuevo estudio liderado por investigadores de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) aporta una posible respuesta a este enigma galáctico.
El estudio fue realizado por Leandro Abaroa y Gustavo E. Romero, del Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR,UNLP- CONICET–CICPBA), en colaboración con Valentí Bosch-Ramon, de la Universidad de Barcelona, y propone un escenario innovador para explicar cómo se generan estas emisiones de altísima energía.
El estudio de la UNLP ante el enigma galáctico
Los científicos de la UNLP señalan que la clave podría estar en los remanentes de antiguos microcuásares: sistemas binarios formados por una estrella y un objeto compacto (un agujero negro o una estrella de neutrones) que, cuando están activos, expulsan chorros de materia a velocidades cercanas a la de la luz. Según el nuevo modelo, incluso después de “apagarse”, estos sistemas dejarían atrás enormes burbujas cargadas de partículas extremadamente energéticas capaces de seguir produciendo rayos gamma durante cientos de miles de años.
El trabajo, recientemente aceptado para su publicación en la revista internacional Astronomy & Astrophysics, que además fue tapa de la revista, sugiere que estos “microcuásares fósiles” podrían ser los responsables de varias de las fuentes de rayos gamma que hoy no tienen explicación.
Nueva explicación para un enigma galáctico.
Un acelerador que sigue funcionando incluso después de apagado
Cuando un microcuásar está activo, sus jets chocan contra el medio interestelar y forman una gran burbuja caliente llamada cocoon. Allí se acumulan partículas aceleradas a energías extremadamente altas. El estudio muestra que, incluso muchísimos años después de que el sistema deje de emitir, ese cocoon puede seguir funcionando como un reservorio de rayos cósmicos: partículas que permanecen atrapadas y que, lentamente, comienzan a escapar hacia el exterior.
La investigación revela que estos restos —a los que los autores denominan remanentes de microcuásares— pueden conservar partículas de hasta diez mil billones de electronvoltios, energías que superan ampliamente la generada en aceleradores terrestres. Cuando estas partículas escapan y chocan con nubes moleculares cercanas, producen rayos gamma de muy alta energía, exactamente del tipo detectado recientemente.
Según explica Leandro Abaroa, “los restos de un microcuásar podrían seguir activos durante varias veces el tiempo de vida del sistema. Por ejemplo, si el microcuásar vive 100 mil años, su remanente podría perdurar 500 mil años, hasta que empiece a desarmarse y mezclarse con el medio. Eso convierte a estos sistemas extintos en candidatos naturales para explicar varias fuentes de rayos gamma que hoy permanecen sin identificar”.
El esquema propuesto por los autores.
Una posible respuesta a las fuentes misteriosas de rayos gamma
Los autores calcularon la evolución de estos restos y la interacción de los rayos cósmicos con nubes de gas cercanas. Sus resultados muestran que un solo microcuásar extinto podría encender varias fuentes de rayos gamma en su entorno, distribuidas en el espacio según cómo se propagan las partículas.
El modelo predice también que estos remanentes serían difíciles de ver en ondas de radio, aun con telescopios modernos, debido a su gran tamaño y bajo brillo superficial. Esto explicaría por qué muchas de las fuentes de rayos gamma extremas no muestran un objeto visible asociado: el acelerador original —el microcuásar— ya murió, y el remanente es demasiado tenue para ser identificado fácilmente.
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Una nueva pieza para el rompecabezas del origen de los rayos cósmicos
El trabajo sugiere que los remanentes de microcuásares podrían constituir una población oculta de “PeVatrons” —aceleradores capaces de llegar al nivel peta-electronvoltio— dentro de la Vía Láctea. Este escenario permitiría comprender mejor el origen de los rayos cósmicos más energéticos y, al mismo tiempo, proponer nuevas estrategias observacionales para detectarlos.
El estudio también muestra que distintos regímenes de turbulencia y difusión pueden modificar cuánto tiempo permanecen confinadas las partículas y cuán intensa será la emisión en rayos gamma, abriendo un nuevo campo para futuras investigaciones.
En palabras de los autores, “si existen microcuásares activos en la galaxia, es natural esperar que también existan sus remanentes. Y estos podrían estar iluminando el cielo en rayos gamma sin que hasta ahora lo supiéramos”.
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