El descubrimiento de que las nebulosas que rodean a los púlsares más poderosos están bombeando rayos gamma de energía ultra alta podría reescribir el libro sobre los orígenes galácticos de los rayos. Los púlsares giran rápidamente, estrellas colapsadas altamente magnetizadas rodeadas de nebulosas impulsadas por vientos generados dentro de los púlsares.

"Aprovechamos el amplio campo de visión y las capacidades de levantamiento en el Observatorio Cherenkov de Agua de Gran Altitud (HAWC) para buscar alrededor de una colección de púlsares poderosos. Encontramos evidencia significativa de que la emisión de rayos gamma de energía ultra alta es una característica universal que se encuentra cerca de estos objetos, "dijo Kelly Malone, astrofísico del grupo de Física y Aplicaciones Nucleares y de Partículas del Laboratorio Nacional de Los Alamos y autor principal del nuevo estudio de HAWC Collaboration sobre la radiación gamma de los púlsares.

La Colaboración HAWC comprende más de 100 investigadores internacionales. Malone desarrolló el algoritmo de estimación de energía de rayos gamma que se utiliza en el documento y dirigió todo el análisis.

La sabiduría convencional había atribuido emisiones de rayos gamma de energía ultra alta (más de 56 teraelectronvoltios) a fuentes de neutrinos y rayos gamma llamados PeVatrons, que están asociados con esta aceleración de los rayos cósmicos cargados a energías de petaelectronvoltios. Las energías son aproximadamente cinco veces superiores a las producidas por los aceleradores en la Tierra. Esto se puso en duda cuando, en 2020, La Colaboración HAWC publicó un catálogo de nueve fuentes de rayos gamma que emiten más de 56 teraelectronvoltios. Ese es el catálogo de fuentes astrofísicas de mayor energía jamás producido. El equipo se sorprendió al descubrir que todas las fuentes detectadas estaban cerca de los púlsares más poderosos jamás observados.

En el nuevo periódico, El equipo buscó señales de rayos gamma de energía ultra alta cerca de púlsares extremadamente potentes.

"Descubrimos que la emisión de energía ultra alta parece ser una característica genérica de estos objetos. Los rayos gamma probablemente se crean por interacciones en el viento del púlsar. Esto nos permite crear una imagen más completa de cómo se han detectado los rayos gamma con mayor energía. se crean en nuestra galaxia, "Dijo Malone." Ahora que sabemos que las nebulosas de viento púlsar emiten a estas energías, podemos centrarnos en detectar más de ellos con búsquedas más largas y experimentos más sensibles ".

La Colaboración HAWC construyó recientemente una actualización del detector que es más sensible a los rayos gamma de energía más alta. Adicionalmente, El experimento planeado del Observatorio de Rayos Gamma de Campo Amplio del Sur (SWGO) será extremadamente sensible por encima de 50 teraelectronvoltios y podrá realizar estudios detallados de las emisiones asociadas con los púlsares.

El Observatorio HAWC está compuesto por una serie de tanques llenos de agua en lo alto de los flancos del volcán Sierra Negra en Puebla, México, donde la fina atmósfera ofrece mejores condiciones para la observación de rayos gamma. Cuando los rayos gamma inciden en moléculas de la atmósfera, producen lluvias de partículas energéticas. Cuando algunas partículas en viajes de lluvia de rayos cósmicos golpean el agua dentro de los tanques detectores HAWC, producen destellos de luz llamados radiación de Cherenkov. Al estudiar estos destellos de Cherenkov, Los investigadores reconstruyen las fuentes de las lluvias de partículas para conocer las partículas que las causaron.

El papel, "Evidencia de que los rayos gamma de energía ultra alta son una característica universal cerca de los púlsares potentes, "se publica en Las cartas del diario astrofísico .