600 misterios en el cielo nocturno

El equipo del telescopio Fermi, de la NASA, recientemente dio a conocer el segundo catálogo de fuentes de rayos gamma detectadas por el Telescopio de Gran Área (Large Area Telescope o LAT, por su sigla en idioma inglés) de su satélite. De las 1.873 fuentes encontradas, cerca de 600 son un completo misterio. Nadie sabe qué son.

"Fermi ve los rayos gamma que vienen de ciertas direcciones en el cielo donde no hay objetos obvios que puedan producir rayos gamma", dice David Thompson, quien es el científico adjunto del proyecto Fermi del Centro Goddard para Vuelos Espaciales.

 

Un mapa de todo el cielo que muestra las emisiones de rayos gamma fue confeccionado por el Telescopio Espacial Fermi. Cientos de las fuentes que se observan en el mapa son un completo misterio. [Imagen ampliada]

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Los rayos gamma son, por su naturaleza misma, anuncios de eventos de gran energía y violencia. Constituyen una forma superenergética de luz producida por fuentes tales como los agujeros negros y las estrellas masivas que explotan. Los rayos gamma son tan energéticos que las lentes comunes y los espejos no funcionan. Como resultado, los telescopios de rayos gamma no siempre pueden obtener una imagen definida y lo suficientemente enfocada como para determinar dónde están las fuentes.

Para dos terceras partes de las fuentes del nuevo catálogo, los científicos del telescopio Fermi pueden, con razonable certeza, localizar un objeto conocido que produce rayos gamma*, tales como un púlsar o un blazar, y que se encuentran ubicados en la vecindad del sitio desde donde provienen los rayos gamma. Pero el restante tercio (las "fuentes misteriosas") tiene perplejos a los investigadores, al menos por ahora. Y estas fuentes misteriosas son las más tentadoras.
"Algunas de las fuentes misteriosas podrían ser nubes de materia oscura; algo que no se ha visto antes", especula Thompson.

Alrededor del 85% de la masa gravitacional del universo es materia oscura. Lo que vemos hace el resto. La materia oscura es algo que jala a las cosas con la fuerza de su gravedad pero que no puede ser detectado de ninguna otra manera. No brilla (no emite o dispersa luz), de allí el adjetivo de "oscura".

Los astrónomos no pueden detectar la materia oscura directamente usando telescopios ópticos o radiotelescopios. Pero la materia oscura podría brillar sólo en los rayos gamma.

"Hemos estado usando a Fermi para buscar materia oscura durante mucho tiempo", dice el investigador principal del Telescopio de Gran Área [LAT, en idioma inglés], Peter Michelson, de la Universidad de Stanford.

Visit http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2011/18oct_600mysteries/ for the full story.

The Fermi Gamma-ray Space Telescope recently produced a map of the night sky. Out of 1873 new sources, nearly 600 were complete mysteries. In this week's ScienceCast, researchers speculate on the nature of the mystery objects - including the possibility that they are made of dark matter.

Algunos investigadores creen que cuando dos antipartículas de materia oscura golpean entre sí, se aniquilan produciendo rayos gamma. Las nubes concentradas de materia oscura podrían formar una fuente de rayos gamma a longitudes de onda específicas que pueden ser detectadas por el telescopio Fermi.

"Si vemos uno de estos golpes en el espectro de rayos gamma (una línea espectral estrecha a altas energías, que corresponda a la energía de las partículas aniquiladoras), podríamos ser los primeros en 'capturar' materia oscura", dice Michelson.

El equipo planea continuar observando las fuentes misteriosas. Cada tres horas, Fermi barre (explora) el cielo y esta secuencia de observación "amontona" rayos gamma para que los investigadores los analicen. Hasta ahora, muy pocos rayos gamma han sido recolectados de las fuentes misteriosas como para poder sacar una conclusión definida.

Otra posibilidad, menos oscura, para algunas de las fuentes misteriosas son los cúmulos de galaxias en colisión. De acuerdo con la opinión de Michelson y Thompson, las colisiones de tal magnitud pueden generar ondas de choque a súper gran escala, las cuales podrían acelerar las partículas. Otra de las fuentes, dicen, podría ser algún nuevo fenómeno, tal vez algo que involucre a los agujeros negros galácticos.

Cuando todo esté dicho y hecho, muchas de las fuentes misteriosas podrían resultar familiares. "Se convertirán probablemente en miembros de alguna clase de fuente conocida; cosas que conocemos pero que no hemos reconocido aún, como púlsares no descubiertos, sistemas binarios y remanentes de supernova", dice Michelson.

"Por supuesto que estamos esperando algo realmente exótico como la materia oscura, pero primero tenemos que ver todas las otras opciones", afirma Thompson. "Fermi es una misión en curso. Continuaremos buscando respuestas a estos acertijos y tal vez aparezcan aún más sorpresas".

http://ciencia.nasa.gov

Créditos y Contactos
Autor: Dr. Tony Phillips
Funcionaria Responsable de NASA: Ruth Netting
Editor de Producción: Dr. Tony Phillips
Traducción al Español: Juana Leticia Rivera
Editora en Español: Angela Atadía de Borghetti
Formato: Juana Leticia Rivera y Sol Gil

Más información

Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi --página en Internet

Nota a pie de página: *Entre las clases conocidas en el segundo catálogo del LAT del Fermi hay casi 100 púlsares de rayos gamma (estrellas de neutrones súperdensas que están tintilando en rayos gamma). Tienen 1 ½ veces la masa de nuestro Sol, pero se compactaron al tamaño de una ciudad. "Los púlsares rotan rápidamente y la luz que emiten nos pasa como la luz de un faro", explica Thompson. "Algunos de ellos rotan tan rápido como una licuadora de cocina (¡cientos de veces por segundo!)". El equipo del LAT ha identificado de manera contundente a 83 púlsares en nuestra propia galaxia. Pero las fuentes de rayos gamma más grandes y aisladas que el LAT puede "ver" son los blázares de los núcleos activos de galaxias. Los blázares forman poco más de 1.000 de las 1.873 fuentes. "Estos son, por supuesto, extra-galácticos", dice Michelson. "Sólo unos 25 de ellos tienen identificación definida, pero creemos que los otros, debido a su localización, también están asociados de alguna manera con los blázares de los núcleos activos de galaxias". Los núcleos activos de galaxias son los centros de las galaxias. "Los rayos gamma vienen probablemente de la vecindad de los agujeros negros, los cuales tienen de un millón a mil millones de veces la masa de nuestro Sol", dice Thompson. "Un agujero negro jala todo hacia sí mismo debido a su gravedad increíblemente fuerte". Conforme lo hace, una enorme cantidad de energía es liberada y arrojada en chorros hacia afuera del agujero negro como un fino haz de partículas y radiación que se mueve casi a la velocidad de la luz. Se lo llama blazar si el chorro se dirige hacia nosotros y vemos la parte baja. Pero el chorro de energía no proviene del agujero negro mismo; en realidad, es alimentado por la caída de material dentro del agujero negro". Los sistemas binarios constituyen otra clase de fuentes conocidas en el nuevo catálogo. Estos sistemas están formados por una estrella de neutrones o por un agujero negro que orbita una estrella normal grande.

Créditos: La misión del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, de la NASA, es una asociación que está compuesta por astrofísicos y físicos de partículas, desarrollada en colaboración con el Departamento de Energía de Estados Unidos, junto con importantes contribuciones de instituciones académicas y socios en Francia, Alemania, Italia, Japón, Suiza y Estados Unidos. El principal instrumento de la misión es el Telescopio de Gran Área (LAT, por su sigla en idioma inglés), el cual, desde el espacio, está llevando a cabo las primeras observaciones de estallidos de rayos gamma (Gamma-Ray Bursts o GRB, por su sigla en idioma inglés) a energías más altas que las utilizadas con anterioridad. Otro instrumento que se encuentra a bordo, el Monitor de Estallidos de Rayos Gamma (Gamma-Ray Burst Monitor o GBM, por su sigla en idioma inglés) del Fermi, está monitorizando los estallidos de rayos gamma a energías más bajas. La combinación del GBM y el LAT proporciona una poderosa herramienta para estudiar los GRB en un rango muy amplio de energías. El GBM es una colaboración entre científicos del Centro Marshall para Vuelos Espaciales, de la Universidad de Alabama, en Huntsville, del Instituto Max Planck para la Física Extraterrestre, en Alemania, y del Laboratorio Nacional Los Álamos.

NASA's Fermi Shows How Active Galaxies Can Be
Active galaxies called blazars make up the largest class of objects detected by Fermi's Large Area Telescope (LAT). Massive black holes in the hearts of these galaxies fire particle jets in our direction. Fermi team member Elizabeth Hays narrates this quick tour of blazars, which includes LAT movies showing how rapidly their emissions can change. Credit: NASA/Goddard Space Flight Center

How to Make a Gamma-ray
This animation starts by showing a proton traveling close to the speed of light striking a slower-moving proton. The protons survive the collision, but their interaction creates an unstable particle -- a pion -- with only 14 percent of the proton's mass. In 10 millionths of a billionth of a second, the pion decays into a pair of gamma-ray photons. Years of data collected by NASA's Fermi Gamma-Ray Space Telescope reveal that the shattered remains of a supernova first observed in 1572 ...

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