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“Investigadores de la NASA y de la Universidad de Salamanca (USAL) descubren una particularidad en los rayos gamma provenientes del espacio exterior.”

SALAMANCA, 11 (EUROPA PRESS)

Investigadores de la NASA y de la Universidad de Salamanca (USAL) han encontrado “una característica inesperada y todavía no explicada”, que también han calificado como “un rasgo peculiar”, en la emisión de rayos gamma provenientes de fuera de la galaxia, según han constatado después de analizar datos obtenidos durante trece años por el satélite Fermi de la NASA, y cuyos resultados se han publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters.

“Es un descubrimiento totalmente fortuito”, ha explicado el experto Alexander Kashlinsky, cosmólogo de la Universidad de Maryland y del Goddard Space Flight Center de NASA, en Greenbelt, Maryland, quién ha presentado estos resultados en el congreso de la Sociedad Americana de Astronomía celebrado del 7 al 11 de enero en Nueva Orleans, tal y como ha avanzado la USAL en la información remitida a Europa Press.

“Hemos encontrado una señal mucho más intensa y en otra parte del cielo en la que estábamos buscando”, ha precisado uno de los autores del estudio, en el que ha participado Fernando Atrio-Barandela, catedrático de Física Teórica de la Universidad de Salamanca, taambién junto a C. S. Shrader.

Sorprendentemente, la señal en rayos gamma se encuentra “en una dirección próxima y con una magnitud casi idéntica a la existente en los rayos cósmicos más energéticos detectados”, han apuntado desde la USAL con motivo de la publicación en Estados Unidos.

Los investigadores buscaban medir en rayos gamma un efecto presente en el fondo cósmico de microondas (FCM), la luz más antigua del Universo, una radiación que se originó cuando la expansión del Universo permitió la formación de los primeros átomos, un evento que propició la liberación de radiación que, por primera vez, pudo propagarse por el espacio, han explicado.

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Debido a la expansión, en los 13.000 millones de años siguientes la frecuencia de esta radiación se fue desplazando hacia valores más pequeños y fue detectada por primera vez en 1965 en el rango de microondas, han añadido desde la USAL.

EFECTO DOPPLER

En los años 70, los astrónomos consiguieron determinar que el FCM presentaba “una estructura dipolar” que fue posteriormente medida con “gran precisión” por la misión espacial Cosmic Background Explorer (COBE).

La radiación era aproximadamente un 0,12 por ciento más intensa que el promedio en la dirección de la constelación de Leo, y menos intensa en la misma proporción en la dirección opuesta.

Se considera que esas variaciones de temperatura son el resultado del movimiento de nuestro sistema solar relativo al FCM con una velocidad de 370 kilómetros por segundo, ha explicado la USAL.

Por efecto Doppler, el movimiento del sistema solar da lugar a un dipolo de igual dirección y amplitud en la radiación proveniente de cualquier fuente astronómica, pero “hasta hoy solamente se ha medido con precisión este efecto en el FCM”.

Verificando la existencia o no de este rasgo en radiación a otras frecuencias, los astrónomos podrían confirmar o rechazar la idea de que el dipolo se debe exclusivamente a nuestro movimiento, han apostillado a través de la USAL.

“Estas medidas son importantes porque cualquier disparidad con la amplitud y dirección del dipolo del FCM permitiría atisbar los procesos físicos que determinaron la evolución del universo primitivo, en un instante posterior al Big-Bang”, ha explica a Comunicación USAL Fernando Atrio-Barandela, catedrático de Física Teórica de la Universidad de Salamanca.

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TRECE AÑOS

El equipo de investigadores pensó que añadiendo los datos de “muchos años” medidos por el Large Area Telescope del satélite Fermi (Fermi LAT), que observa “todo el cielo varias veces al día”, un dipolo similar “podría detectarse en rayos gamma”. Efectos relativistas hacen que este segundo dipolo tenga una amplitud hasta cinco veces la detectada en el FCM.

Los científicos combinaron 13 años de observaciones de rayos gamma con energías superiores a 3.000 millones de eV de Fermi LAT (en comparación, la luz visible tiene una energía entre 2 y 3 eV).

Para hacer esta medida, eliminaron todas las fuentes discretas y enmascararon el plano central de la Galaxia para aislar la emisión difusa debida a fuentes extragalácticas, han detallado.

“Encontramos el dipolo en rayos gamma pero su dirección está en el hemisferio sur, lejos de la dirección del FCM, y su magnitud es 10 veces mayor de lo que uno esperaría del movimiento de nuestra galaxia”, ha afirma el coautor Chris Shrader, un astrónomo de Goddard y de la Universidad Católica de América, Washington.

“Aunque no es lo que estábamos buscando, sospechamos que puede estar relacionado con un patrón similar detectado en los rayos cósmicos más energéticos”, ha subrayado, según la documentación de la Universidad de Salamanca.

RAYOS CÓSMICOS

Los rayos cósmicos son partículas cargadas, principalmente protones y núcleos atómicos, que se desplazan a “gran velocidad”.

Los más escasos y más energéticos, denominados Rayos Cósmicos de Energía Ultra-grande (UHECRs, de sus iniciales in inglés), tienen una energía mil millones de veces mayor que los rayos gamma y su origen es uno de los mayores misterios de la astronomía actual.

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Desde 2017, el observatorio Pierre Auger en Argentina ha determinado la existencia de un dipolo en la dirección de procedencia de los UHECRs.

Al ser partículas cargadas, los rayos cósmicos son desviados por el campo magnético de la Galaxia, variando la deflexión con la energía de las partículas.

Sin embargo, el dipolo de los UHECRs es “similar” a la que el grupo de A. Kashlinsky encontró en rayos gamma, Y ambos dipolos tienen una magnitud sorprendentemente similar.

“Existe, aproximadamente, un exceso del siete por ciento de rayos gamma en una dirección y un déficit de igual magnitud en la dirección opuesta”, han remarcado.

Tras esta labor, según han indicado, los autores del trabajo creen que es “probable” que ambos fenómenos “estén relacionados”. Al respecto, Atrio-Barandela ha explicado que fuentes todavía por identificar podrían producir, simultáneamente, rayos gamma y los ultra-energéticos rayos cósmicos.

“Un posible escenario involucraría a agujeros negros supermasivos, como el que existe en el centro de nuestra galaxia. Los protones y núcleos que forman los rayos cósmicos estarían acelerados por los campos magnéticos que circundan el agujero negro, al tiempo que se emiten rayos gamma. Para dar una respuesta a esta conexión cósmica, los astrónomos deberán localizar estas fuentes o proponer explicaciones alternativas”, ha precisado el investigador de la Universidad de Salamanca.

El telescopio espacial de rayos gamma Fermi es una colaboración gestionada por Goddard. Fermi fue desarrollado en colaboración con el Departamento de Energía, con contribuciones “importantes” de instituciones académicas y socios en Francia, Alemania, Italia, Japón, Suecia y Estados Unidos.


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