Se capturan rayos gamma de alta intensidad a 7 mil millones de años luz
Hace 7 mil millones de años, se produjo una enorme explosión en el agujero negro en el centro de una galaxia. Esto fue seguido por una explosión de rayos gamma de alta intensidad.
Una serie de telescopios, MAGIC (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov Telescope) incluido, han logrado capturar esta luz. Una ventaja adicional: fue así posible reconfirmar la teoría general de la relatividad de Einstein, pues los rayos de luz encontraron una galaxia menos distante en el camino a la Tierra, y fueron desviados por esta llamada lente gravitacional.
El objeto QSO B0218 + 357 es un blazar, un tipo específico de agujero negro. Los investigadores ahora asumen que hay un agujero negro supermasivo en el centro de cada galaxia. Los agujeros negros, en los que la materia se hunde actualmente, se llaman agujeros negros activos. Emiten chorros muy brillantes. Si estas ráfagas apuntan hacia la Tierra, se usa el término blazar.
El evento que ahora se describe en "Astronomy and Astrophysics" tuvo lugar hace 7 mil millones de años, cuando el universo ni siquiera tenía la mitad de su edad actual. "El blazar fue descubierto inicialmente el 14 de julio de 2014 por el Large Area Telescope (LAT) del satélite Fermi", explica Razmik Mirzoyan, científico del Instituto Max Planck de Física y portavoz de la colaboración MAGIC. "Los telescopios de rayos gamma en la Tierra inmediatamente fijaron su mira en el blazar con el fin de aprender más sobre este objeto."
Uno de estos telescopios fue MAGIC, en la isla canaria de La Palma, especializado en rayos gamma de alta energía. Puede capturar fotones - partículas de luz - cuya energía es 100 mil millones de veces más alta que los fotones emitidos por nuestro Sol y mil veces más altos que los medidos por Fermi-LAT. Sin embargo, los científicos de MAGIC no tuvieron suerte inicialmente: una luna llena significaba que el telescopio no podía funcionar durante el tiempo en cuestión, según un comunicado.
Once días más tarde, MAGIC tuvo una segunda oportunidad, ya que los rayos gamma emitidos por QSO B0218 + 357 no tomaron la ruta directa a la Tierra: Mil millones de años después de partir en su viaje, llegaron a la galaxia B0218 + 357G. Aquí es donde entró en juego la Teoría General de la Relatividad de Einstein.
Esto indica que una gran masa en el universo, una galaxia, por ejemplo, desvía la luz de un objeto detrás de ella. Además, la luz está enfocada como si lo fuera por una gigantesca lente óptica: para un observador lejano, el objeto parece ser mucho más brillante, pero también distorsionado. Los haces de luz también necesitan diferentes longitudes de tiempo para pasar a través de la lente, dependiendo del ángulo de observación.
La predicción se cumplió
Esta lente gravitacional fue la razón por la que MAGIC fue capaz, después de todo, de medir QSO B0218 + 357 - y, por tanto, el objeto más distante en el espectro de rayos gamma de alta energía. "Sabíamos por las observaciones realizadas por el telescopio espacial Fermi y los radiotelescopios en 2012 que los fotones que tomaron la ruta más larga llegarían 11 días más tarde", dice Julian Sitarek (Universidad de Lodz, Polonia), quien dirigió este estudio. "Esta fue la primera vez que pudimos observar que los fotones de alta energía fueron desviados por una lente gravitacional".
El hecho de que los rayos gamma de tan alta energía de un cuerpo celeste distante lleguen a la atmósfera de la Tierra no es nada obvio. "Muchos rayos gamma se pierden cuando interactúan con fotones que provienen de galaxias o estrellas y tienen una energía menor", dice Mirzoyan. "Con la observación de MAGIC, la parte del universo que podemos observar a través de los rayos gamma se ha duplicado".
El hecho de que la luz llegara a la Tierra en el momento calculado pudiera hacer resaltar algunas teorías sobre la estructura del vacío, aunque investigaciones adicionales, sin embargo, son necesarias para confirmar esto. "La observación apunta actualmente a nuevas posibilidades para los observatorios de rayos gamma de alta energía y proporciona un indicador para la próxima generación de telescopios en el proyecto CTA", dice Mirzoyan, resumiendo la situación.
