El Observatorio de Lluvia de Aire de Gran Altitud de China (LHAASO), una de las principales instalaciones de infraestructura de ciencia y tecnología del país, ha encontrado una docena de aceleradores cósmicos de energía ultra alta (UHE) dentro de la Vía Láctea. También ha detectado fotones con energías superiores a 1 peta-electrón-voltio (cuatrillones de electrón-voltios o PeV), incluyendo uno a 1.4 PeV. Este último es el fotón de mayor energía jamás observado.

Estos hallazgos anulan la comprensión tradicional de la Vía Láctea y abren una era de astronomía gamma UHE. Estas observaciones impulsarán a las personas a repensar el mecanismo por el cual las partículas de alta energía se generan y propagan en la Vía Láctea. y alentará a las personas a explorar fenómenos celestes más profundamente violentos y sus procesos físicos, así como a probar leyes físicas básicas en condiciones extremas.

Estos descubrimientos fueron publicados en la revista Naturaleza el 17 de mayo. La Colaboración Internacional LHAASO, que está dirigido por el Instituto de Física de Altas Energías (IHEP) de la Academia de Ciencias de China, completó este estudio.

El Observatorio LHAASO todavía está en construcción. Los aceleradores cósmicos, conocidos como PeVatrones, ya que aceleran las partículas al rango de PeV, y los fotones de PeV se descubrieron utilizando la primera mitad de la matriz de detección. que se terminó a fines de 2019 y operó durante 11 meses en 2020.

Se detectaron fotones con energías superiores a 1 PeV en una región de formación de estrellas muy activa en la constelación de Cygnus. LHAASO también detectó 12 fuentes de rayos gamma estables con energías de hasta aproximadamente 1 PeV y significados de las señales de fotones siete desviaciones estándar mayores que el fondo circundante. Estas fuentes están ubicadas en posiciones de nuestra galaxia que pueden medirse con una precisión mejor que 0,3 °. Son las fuentes de rayos gamma de la Vía Láctea más brillantes en el campo de visión de LHAASO.

Aunque los datos acumulados de los primeros 11 meses de funcionamiento solo permitieron a las personas observar esas fuentes, todos ellos emiten los llamados fotones UHE, es decir., rayos gamma por encima de 0,1 PeV. Los resultados muestran que la Vía Láctea está llena de PeVatrones, mientras que el acelerador más grande de la Tierra (LHC en el CERN) solo puede acelerar partículas a 0.01 PeV. Los científicos ya han determinado que los aceleradores de rayos cósmicos de la Vía Láctea tienen un límite de energía. Hasta ahora, el límite previsto fue de alrededor de 0,1 PeV, lo que lleva a un corte natural del espectro de rayos gamma por encima de eso.

Pero el descubrimiento de LHAASO ha aumentado este "límite, "ya que los espectros de la mayoría de las fuentes no están truncados. Estos hallazgos inician una era para la observación astronómica UHE gamma. Muestran que los celestiales de radiación no térmica, como los cúmulos estelares masivos jóvenes, restos de supernova, las nebulosas de viento púlsar y demás —representadas por las regiones de formación de estrellas Cygnus y la nebulosa del Cangrejo— son las mejores candidatas para encontrar rayos cósmicos UHE en la Vía Láctea.

A través de la astronomía gamma UHE, un misterio centenario, el origen de los rayos cósmicos, pronto se resolverá. LHAASO incitará a los científicos a repensar los mecanismos de aceleración y propagación de rayos cósmicos de alta energía en la Vía Láctea. También permitirá a los científicos explorar fenómenos astrofísicos extremos y sus procesos correspondientes, permitiendo así el examen de las leyes básicas de la física en condiciones extremas.