Se muestran los telescopios MAGIC de la isla canaria de La Palma. Crédito:Robert Wagner
Nunca antes los astrofísicos habían medido la luz de tan alta energía de un objeto celeste tan lejos. Hace alrededor de 7 mil millones de años, se produjo una gran explosión en el agujero negro en el centro de una galaxia. Esto fue seguido por una explosión de rayos gamma de alta intensidad. Varios telescopios, MAGIC incluido, han logrado capturar esta luz. Una ventaja adicional:así fue posible reconfirmar la Teoría General de la Relatividad de Einstein, cuando los rayos de luz encontraron una galaxia menos distante en ruta 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 suponen ahora que hay un agujero negro supermasivo en el centro de cada galaxia. Agujeros negros, en los que se está sumergiendo la materia actualmente se denominan agujeros negros activos. Emiten chorros extremadamente brillantes. Si estas ráfagas apuntan hacia la Tierra, se utiliza el término blazar.
La luna llena evita la primera observación MÁGICA
El evento ahora descrito en " Astronomía y Astrofísica "tuvo lugar hace 7 mil millones de años, cuando el universo no tenía ni 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 de la Tierra fijaron inmediatamente sus miras en el blazer para 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 mayor que los fotones emitidos por nuestro Sol y mil veces mayor que los medidos por Fermi-LAT. Los científicos de MAGIC inicialmente no tuvieron suerte, sin embargo:una luna llena significaba que el telescopio no podía funcionar durante el tiempo en cuestión.
Los fotones son emitidos desde una galaxia QSO B0218 + 357 en dirección a la Tierra. Debido al efecto gravitacional de la galaxia intermedia, los fotones B0218 + 357G forman dos caminos que llegan a la Tierra con un retraso de aproximadamente 11 días. Los fotones fueron observados tanto por el instrumento Fermi-LAT como por los telescopios MAGIC. Crédito:Daniel Lopez / IAC; NASA / ESA; NASA E / PO - Universidad Estatal de Sonoma, Aurore Simonnet
La lente gravitacional desvía los fotones de energía ultra alta
Once días después, MAGIC tiene 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 emprender su viaje, llegaron a la galaxia B0218 + 357G. Aquí es donde entró en juego la Teoría General de la Relatividad de Einstein.
Esto establece que una gran masa en el universo, una galaxia, por ejemplo, desvía la luz de un objeto detrás de él. Además, la luz se enfoca como por una lente óptica gigantesca - para un observador distante, el objeto parece ser mucho más brillante, pero también distorsionado. Los haces de luz también necesitan diferentes períodos de tiempo para atravesar la lente, dependiendo del ángulo de observación.
Esta lente gravitacional fue la razón por la que MAGIC pudo, después de todo, para medir QSO B0218 + 357 - y por lo 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 después, "dice Julian Sitarek (Universidad de? ódz, Polonia), quien dirigió este estudio. "Esta fue la primera vez que pudimos observar que los fotones de alta energía eran desviados por una lente gravitacional".
Duplicar el tamaño del universo de rayos gamma
El hecho de que los rayos gamma de tan alta energía de un cuerpo celeste distante lleguen a la atmósfera de la Tierra es todo menos obvio. "Muchos rayos gamma se pierden cuando interactúan con fotones que se originan en galaxias o estrellas y tienen menor energía, "dice Mirzoyan." Con la observación MÁGICA, 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 podría hacer sonar algunas teorías sobre la estructura del vacío:más investigaciones, sin embargo, son necesarios 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.
