Un blazar a 8.000 millones de años luz rompe el récord de rayos gamma más lejanos jamás detectados
Los telescopios LST-1 y MAGIC en La Palma detectan por primera vez radiación gamma de altísima energía procedente de OP 313, un cuásar activo cuya luz ha viajado 8.000 millones de años para llegar a la Tierra.
Astrónomos han detectado los rayos gamma de mayor energía jamás registrados procedentes de un blazar a esta distancia. El objeto OP 313, una galaxia activa cuyo agujero negro central se alimenta de materia circundante, se convierte así en el blazar de muy alta energía más lejano observado hasta ahora. Su luz ha viajado aproximadamente ocho mil millones de años para alcanzar la Tierra.
La señal fue captada por el Telescopio de Gran Tamaño 1 (LST-1) y los telescopios MAGIC ubicados en el Observatorio de Roque de los Muchachos en La Palma. El Instituto de Astrofísica de Canarias reportó las observaciones, cuyos resultados fueron publicados en la revista Astronomy & Astrophysics. Este descubrimiento amplía el alcance con el que los científicos pueden estudiar cómo los jets de agujeros negros producen radiación extrema.
¿Qué hace especial a un blazar?
Muchas galaxias albergan un agujero negro supermasivo en su centro. Cuando el gas y el polvo caen hacia él, la materia forma un disco de acreción caliente y puede alimentar jets estrechos que se disparan alejándose del agujero negro a velocidades cercanas a la de la luz. Un blazar es una galaxia activa cuyo jet apunta casi directamente hacia la Tierra.
Esta alineación hace que un blazar parezca inusualmente brillante, ya que la radiación del jet se concentra en nuestra dirección y los cambios de brillo pueden ocurrir en escalas de tiempo cortas. Aunque OP 313 ya era conocido como una galaxia activa brillante, la nueva detección revela que su jet produjo fotones con energías lo suficientemente altas para ser medidas por telescopios Cherenkov basados en tierra.
El desafío de la distancia
Los rayos gamma de muy alta energía no viajan libremente a través del universo. Durante su trayecto, pueden colisionar con fotones de la luz de fondo extragaláctica, creando pares electrón-positrón que eliminan rayos gamma del haz que de otro modo llegarían a la Tierra. Cuanto más lejana es una fuente, más luz de fondo atraviesan estos rayos.
Detectar OP 313 con un corrimiento al rojo de aproximadamente 0,997 demuestra que algunos de sus fotones más energéticos sobrevivieron al viaje. Esta medición ayuda a los astrónomos a estimar cuánta luz de fondo existe entre galaxias y cómo se ha acumulado a lo largo de la historia cósmica. La observación también restringe la física dentro del jet: en el modelo favorecido por el equipo, electrones relativistas en el jet dispersan fotones de menor energía y los impulsan al rango de rayos gamma.
Los telescopios LST-1 y MAGIC detectan los breves destellos de luz azul producidos cuando los rayos gamma golpean la atmósfera terrestre. No ven directamente el rayo gamma, sino que espejos y cámaras rápidas registran la cascada atmosférica y reconstruyen la energía y dirección de la partícula original. Combinar ambos instrumentos mejora la confianza en detecciones débiles, permitiendo verificar si la misma erupción aparece en los datos de ambos sistemas y eliminando interferencias de partículas de fondo o cambios meteorológicos.
OP 313 conecta dos aspectos fundamentales de la astronomía moderna: la energía de la luz revela información sobre el jet del agujero negro, mientras que el corrimiento al rojo indica cuánto tiempo ha estado viajando la señal. Este descubrimiento demuestra que la próxima generación de telescopios Cherenkov podrá estudiar galaxias activas en épocas cuando el universo era mucho más joven que en la actualidad.