Protones acelerados hasta 1 petaelectronvoltio en el centro de nuestra galaxia

Unos investigadores han localizado un acelerador de partículas natural con una energía sin precedentes, en el centro de nuestra galaxia.

Los científicos del Observatorio HESS han identificado una región alrededor del agujero negro en el centro de la Vía Láctea que emite una intensa radiación gamma de energía extremadamente alta. La fuente de la radiación es un acelerador astrofísico que acelera protones hasta energías de hasta 1 petaelectronvoltio (PeV), más de 100 veces superiores a las del mayor y más potente acelerador de partículas fabricado por el Hombre, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN. Se trata de la primera identificación de una fuente de rayos cósmicos con energía en el rango del petaelectronvoltio dentro de la Vía Láctea.

Durante más de 10 años, el HESS (High Energy Stereoscopic System), un telescopio de rayos gamma situado en Namibia que está a cargo de 150 científicos de 12 países, ha cartografiado el centro de la Vía Láctea en la gama de los rayos gamma de más alta energía. Los rayos gamma observados por los investigadores están producidos por lo que se conoce como rayos cósmicos. Los rayos cósmicos en realidad no son rayos, sino chorros de protones, electrones y núcleos atómicos de alta energía que son acelerados en diferentes lugares del universo. Los científicos se han preguntado sobre las fuentes astrofísicas de los rayos cósmicos desde su descubrimiento hace más de cien años. El problema es que las partículas que los integran están cargadas eléctricamente y por tanto son desviadas de su trayectoria recta por los campos magnéticos interestelares. Por esta razón, la dirección de la cual nos llegan suele ser distinta de la del lugar en el que fueron producidas. Sin embargo, en su travesía, las partículas de los rayos cósmicos se topan a menudo con gas interestelar o fotones próximos a su fuente, produciendo rayos gamma de alta energía que sí alcanzan la Tierra siguiendo un camino directo. Estos rayos gamma son utilizados por el equipo integrado, entre otros, por Christian Stegmann del Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY, por sus siglas en alemán), para detectar y localizar las fuentes de rayos cósmicos en el cielo.

Ilustración del potentísimo acelerador de partículas natural en el centro de nuestra galaxia. Los protones acelerados (en azul) interactúan en las densas nubes moleculares alrededor del centro, y producen partículas neutras que se desintegran inmediatamente emitiendo rayos gamma (ondas amarillas). En el fondo, una fotografía de la Vía Láctea. (Imagen: M.A. Garlick, HESS Collaboration)

Cuando los rayos gamma golpean la atmósfera de la Tierra, producen cortos destellos azulados que pueden ser detectados de noche por telescopios con espejos grandes, y dotados de sensores rápidos de luz. Con esta técnica, han sido descubiertas más de 100 fuentes de rayos gamma de alta energía en el cielo a lo largo de las pasadas décadas. Actualmente, el HESS es la herramienta más sensible para su detección.

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