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Las galaxias con formación estelar son responsables de la creación de rayos gamma que hasta ahora no se habían asociado a un origen conocido, según han confirmado investigadores de la Universidad Nacional de Australia (ANU).
El autor principal, el Dr. Matt Roth, de la Escuela de Investigación de Astronomía y Astrofísica de la ANU, dijo que hasta ahora no estaba claro qué creaba los rayos gamma -una de las formas más energéticas de luz en el Universo- que aparecen en parches de cielo aparentemente "vacíos".
El descubrimiento podría ofrecer pistas para ayudar a los astrónomos a resolver otros misterios del Universo, como qué tipo de partículas componen la materia oscura -uno de los santos griales de la astrofísica-.
"Es un hito importante descubrir por fin los orígenes de esta emisión de rayos gamma, resolviendo un misterio del Universo que los astrónomos llevan intentando descifrar desde la década de 1960", dijo el Dr. Roth.
"Hay dos fuentes obvias que producen grandes cantidades de rayos gamma que se ven en el Universo. Una, cuando el gas cae en los agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de todas las galaxias -llamados núcleos galácticos activos (AGN)- y la otra, asociada a la formación de estrellas en los discos de las galaxias.
"Modelamos la emisión de rayos gamma de todas las galaxias del Universo y comparamos nuestros resultados con las predicciones de otras fuentes y descubrimos que son las galaxias de formación estelar las que producen la mayor parte de esta radiación difusa de rayos gamma y no el proceso AGN".
Los investigadores de la ANU fueron capaces de precisar qué creaba estos misteriosos rayos gamma tras obtener una mejor comprensión de cómo los rayos cósmicos -partículas que viajan a velocidades muy cercanas a la de la luz- se mueven a través del gas entre las estrellas. Los rayos cósmicos son importantes porque crean grandes cantidades de emisión de rayos gamma en las galaxias de formación estelar cuando chocan con el gas interestelar.
Los datos del telescopio espacial Hubble de la NASA y del telescopio espacial de rayos gamma Fermi fueron un recurso clave utilizado para descubrir los orígenes desconocidos de los rayos gamma. Los investigadores analizaron información sobre muchas galaxias, como sus tasas de formación estelar, masas totales, tamaño físico y distancias a la Tierra.
"Nuestro modelo también puede utilizarse para hacer predicciones sobre la emisión de radio -la radiación electromagnética que tiene una frecuencia similar a la de la radio de un coche- de las galaxias con formación estelar, lo que podría ayudar a los investigadores a entender mejor la estructura interna de las galaxias", dijo el Dr. Roth.
"Actualmente, estamos estudiando la elaboración de mapas del cielo de rayos gamma que puedan utilizarse para informar sobre las próximas observaciones de rayos gamma de los telescopios de próxima generación. Esto incluye el Cherenkov Telescope Array, en el que participa Australia.
"Es de esperar que esta nueva tecnología nos permita observar muchas más galaxias de formación estelar en rayos gamma de las que podemos detectar con los telescopios de rayos gamma actuales".
En esta investigación, publicada hoy en Nature, participan autores de Australia e Italia.
Fuentes, créditos y referencias:
Matt A. Roth et al, The diffuse γ-ray background is dominated by star-forming galaxies, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03802-x Matt A. Roth et al, The diffuse γ-ray background is dominated by star-forming galaxies, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03802-x
Imágen: Una vista detallada del cielo de rayos gamma. Crédito: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration