Observaciones realizadas con el prototipo Large-Sized Telescope (LST-1) y los telescopios Magic en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma, han permitido captar la radiación extrema más distante registrada hasta ahora, emitida por un blázar de muy alta energía hace 8.000 millones de años luz.
Este hito permite profundizar en el estudio de la luz de fondo extragaláctica y en los mecanismos de aceleración de partículas en núcleos galácticos activos, según informó ayer el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), que precisa que el hallazgo lo publica la revista Astronomy & Astrophysics.
Explica el IAC que los blázares son núcleos galácticos activos excepcionalmente brillantes, galaxias alimentadas por un agujero negro supermasivo central y, en este caso, el identificado como OP 313 se clasifica como un cuásar de radio de espectro plano, un tipo de blázar que se halla entre los emisores más potentes del universo.
‘MEDIODÍA CÓSMICO’
El cosmos atravesó hace 11.000 millones de años un periodo de máxima actividad, el Mediodía cósmico, con una intensa tasa de formación estelar y galáctica. A medida que esta fase se ralentizó y las galaxias maduraron, el universo pasó a una etapa más tranquila, que sigue hoy. Fue al comienzo de esta cuando OP 313 emitió el potente estallido de rayos gamma de muy alta energía detectado por los telescopios.
Mientras estos rayos gamma viajaban por el cosmos durante 8.000 millones de años, interactuaron con la luz de fondo extragaláctica EBL, un campo persistente de radiación emitido por objetos cósmicos. Esta interacción atenúa la señal de rayos gamma en un proceso conocido como producción de pares y, cuando estos rayos colisionan con la EBL, su energía se transforma en pares de partículas, un electrón y un positrón. Como resultado, el flujo original de rayos gamma de la fuente cósmica se reduce a lo largo de la distancia que recorre, lo que hace necesaria la utilización de instrumentos muy sensibles para su detección.
Al analizar los datos de los telescopios LST-1 y Magic, junto con datos de menor energía de otras instalaciones, los autores obtuvieron restricciones estrictas sobre la densidad de la EBL y caracterizaron la variabilidad del flujo. Determinaron que la intensa emisión de rayos gamma fue impulsada por una población densa de electrones relativistas y, en este escenario leptónico, los electrones fueron acelerados a velocidades cercanas a la de la luz dentro de un chorro de plasma lanzado por el agujero negro supermasivo central de OP 313. Al colisionar con luz de menor energía que rodea al agujero negro, los electrones transfieren parte de la suya a los fotones, elevándolos a rayos gamma de muy alta energía.
“Cada nueva detección de objetos muy lejanos, cuya luz ha tardado miles de millones de años en llegar, abre una nueva ventana para estudiar la luz de fondo extragaláctica y comprender cómo ha evolucionado el cosmos. Estas observaciones nos acercan a la época de máxima formación estelar. Con el inicio de las operaciones del CTAO previsto para los próximos años, esto es solo el principio”, explica Mireia Nievas, investigadora del IAC y autora de correspondencia del estudio.
El LST-1 es el prototipo de los Large-Sized Telescopes (LST), en fase de puesta en marcha en el emplazamiento CTAO-Norte en La Palma. El descubrimiento del blázar de muy alta energía más distante prueba el correcto rendimiento del telescopio. El 15 de octubre, la subred completa de LST, con tres telescopios adicionales, será inaugurada en La Palma por la Colaboración LST.
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