Captan desde La Palma una veloz tormenta de rayos gamma cerca de un agujero negro

• El mecanismo es como el que produce los relámpagos de una tormenta
• La tormenta ocurrió a unos 260 millones de años-luz de la Tierra
• El fenómeno ocurrió más rápido de lo que estimaban los científicos

Los telescopios MAGIC en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma

Una tormenta de rayos gamma, cuyas llamaradas son las más rápidas vistas hasta la fecha, se han producido cerca de un agujero negro supermasivo.

El fenómeno fue registrado por los telescopios MAGIC de La Palma y descrito por un equipo internacional de científicos, en el que hay una importante participación española, como un mecanismo similar al que produce los relámpagos de una tormenta.

La investigación, publicada este jueves en la revista Science, describe el fenómeno que se produjo en la noche del 12 al 13 de Noviembre de 2012.

Fenómeno sorprendente

Los telescopios MAGIC de rayos gamma, que están ubicados en el Observatorio del Roque de los Muchachos, se encontraban observando el cúmulo de galaxias de Perseo, situado a una distancia de unos 260 millones de años-luz.

Fue entonces cuando detectaron este fenómeno insólito proveniente de una de las galaxias del cúmulo, conocida como IC310. Al igual que muchas otras galaxias, IC310 alberga en su centro un agujero negro supermasivo que es varios cientos de millones de veces más pesado que el Sol.

“La extrema brevedad de las llamaradas gamma sorprendió a los científicos“

Este agujero, de forma esporádica, produce intensas llamaradas de rayos gamma. Lo que sorprendió a los científicos en esta ocasión fue la extrema brevedad de dichas llamaradas, con una duración de tan solo unos pocos minutos.

“La relatividad nos dice que ningún objeto puede emitir durante un tiempo menor al que le lleva a la luz atravesarlo. Sabemos que el agujero negro en IC310 tiene un tamaño de unos 20 minutos-luz, alrededor de tres veces la distancia entre el Sol y la Tierra. Esto quiere decir que ningún fenómeno producido por el mismo debería durar menos de 20 minutos”, cuenta Julian Sitarek, investigador Juan de la Cierva en el IFAE (Barcelona).

Sin embargo, las llamaradas que se observaron en IC310 duraban menos de 5 minutos.

Nuevo mecanismo para las tormentas gamma

Los científicos de la Colaboración MAGIC proponen un nuevo mecanismo, según el cual esta “tormenta de rayos gamma” se produce en las regiones de vacío que se forman cerca de los polos magnéticos del agujero negro.

En estas zonas vacías se crean momentáneamente campos eléctricos muy intensos, que son destruidos cuando la zona es ocupada de nuevo por partículas cargadas.

Dichas partículas se aceleran a velocidades muy próximas a la de la luz y transforman en rayos gamma los fotones que encuentran en su camino al transferirles parte de su energía.

El tiempo que tarda la luz en recorrer una de estas zonas vacías es de pocos minutos, lo que encaja con lo observado en IC310. “Es similar a lo que ocurre en las tormentas eléctricas”, explica Oscar Blanch, investigador Ramón y Cajal del IFAE, y Co-Director de la Colaboración MAGIC.

“Se crea una diferencia de potencial tan fuerte que acaba por descargarse como un relámpago”. En este caso, la descarga alcanza las energías más altas observadas en la naturaleza y produce rayos gamma. El agujero negro parece estar envuelto en una tormenta de dimensiones estelares.

Teoría anterior

Hasta ahora, se pensaba que la emisión gamma de galaxias como IC310 se generaba en los chorros de partículas que produce el agujero negro.

Estos chorros se detectan en muchas galaxias, y se extienden cientos de miles de años luz. Cuando uno de los chorros apunta directamente hacia la Tierra, se produce un efecto relativista conocido como “movimiento superlumínico aparente”.

Esto se produce debido a que el emisor (las partículas del chorro) y la emisión (los rayos gamma) viajan hacia nosotros a una velocidad parecida.

Como resultado, la intensidad de la emisión gamma que se mide es mayor, y su variabilidad más rápida. Pero esta explicación no es válida en el caso de IC310, porque sus chorros no apuntan hacia nosotros. Seguramente los rayos gamma vienen desde mucho más abajo: prácticamente del propio agujero negro.

MAGIC, que celebra en 2014 su décimo aniversario, está compuesto por dos telescopios con reflectores de 17 metros de diámetro, construidos y operados por una colaboración internacional formada por 160 científicos de España, Alemania, Italia, Polonia, Suiza, Finlandia, Bulgaria, Croacia, Japón e India.

Está destinado a la Astronomía de Rayos Gamma desde tierra y los grupos españoles de MAGIC han presentado una candidatura para construir el observatorio CTA-Norte en el Roque de los Muchachos o el Teide.