Nueve fuentes de rayos gamma de energía extremadamente alta comprenden un nuevo catálogo compilado por investigadores del Observatorio de rayos gamma de agua de gran altitud Cherenkov (HAWC). Todos producen rayos gamma con energías superiores a 56 billones de electronvoltios (TeV) y tres emiten rayos gamma que se extienden hasta 100 TeV y más. haciendo de estas las fuentes de energía más altas jamás observadas en nuestra galaxia. El catálogo ayuda a explicar dónde se originan las partículas y cómo se aceleran a tales extremos.

"La Tierra está siendo bombardeada constantemente con partículas cargadas llamadas rayos cósmicos, pero porque están cargados, se doblan en campos magnéticos y no apuntan a sus fuentes. Confiamos en los rayos gamma, que se producen cerca de las fuentes de los rayos cósmicos, para delimitar sus orígenes, "dijo Kelly Malone, astrofísico del grupo de Ciencia y Tecnología de Neutrones del Laboratorio Nacional de Los Alamos y miembro de la colaboración científica HAWC. “Aún quedan muchas preguntas sin respuesta sobre los orígenes y la aceleración de los rayos cósmicos. Los rayos gamma de alta energía se producen cerca de los sitios de rayos cósmicos y pueden usarse para sondear la aceleración de los rayos cósmicos. Sin embargo, Existe cierta ambigüedad en el uso de rayos gamma para estudiar esto, ya que los rayos gamma de alta energía también se pueden producir a través de otros mecanismos, como los fotones de menor energía que se dispersan de los electrones, que ocurre comúnmente cerca de los púlsares ".

Las fuentes de rayos gamma astrofísicos recientemente catalogadas tienen energías aproximadamente 10 veces más altas que las que se pueden producir utilizando colisionadores de partículas experimentales en la Tierra. Si bien se han detectado previamente partículas astrofísicas de mayor energía, esta es la primera vez que se identifican fuentes galácticas específicas. Todas las fuentes tienen púlsares extremadamente energéticos (estrellas de neutrones rotativas altamente magnetizadas) cerca. La cantidad de fuentes detectadas puede indicar que la emisión de energía ultra alta es una característica genérica de los poderosos vientos de partículas provenientes de púlsares incrustados en nubes de gas interestelar conocidas como nebulosas. y que se producirán más detecciones.

El Observatorio de Rayos Gamma HAWC consiste en una serie de tanques llenos de agua ubicados en lo alto de las laderas del volcán Sierra Negra en Puebla, México, donde la atmósfera es fina y ofrece mejores condiciones para la observación de rayos gamma. Cuando estos rayos gamma inciden en moléculas de la atmósfera, producen lluvias de partículas energéticas. Aunque nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz en el vacío, la luz se mueve más lentamente a través del agua. Como resultado, algunas partículas en las lluvias de rayos cósmicos viajan más rápido que la luz en el agua dentro de los tanques detectores HAWC. Las partículas más rápidas que la luz, Sucesivamente, producen destellos característicos de luz llamados radiación de Cherenkov. Al registrar los destellos de Cherenkov en los tanques de agua HAWC, los investigadores pueden reconstruir las fuentes de las lluvias de partículas para aprender sobre las partículas que las causaron en primer lugar.

Los colaboradores de HAWC planean continuar buscando las fuentes de rayos cósmicos de alta energía. Al combinar sus datos con mediciones de otros tipos de observatorios como neutrino, Radiografía, telescopios ópticos y de radio, esperan desenredar los mecanismos astrofísicos que producen los rayos cósmicos que llueven continuamente sobre nuestro planeta.

El estudio se publica en Cartas de revisión física .