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| Representación artística de una supernova que explota una estrella compañera, vista en la parte inferior derecha. (Crédito de la imagen: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)) |
SNR G106.3+2.7, un remanente de supernova situado a unos 2.600 años luz de
distancia en la constelación de Cefeo, está produciendo protones con energías
10 veces mayores que el acelerador de partículas más potente de la Tierra, el
Gran Colisionador de Hadrones del CERN, según un análisis de 12 años de datos
de rayos gamma del telescopio espacial Fermi de la NASA.
"Los teóricos creen que los protones de rayos cósmicos de mayor energía en la
Vía Láctea alcanzan un millón de miles de millones de electronvoltios, o
energías PeV", dijo el Dr. Ke Fang, físico de la Universidad de Wisconsin,
Madison.
"La naturaleza precisa de sus fuentes, que llamamos PeVatrones, ha sido
difícil de precisar".
Los astrónomos han identificado algunos presuntos PeVatrones, incluido uno en
el centro de nuestra galaxia.
Naturalmente, los restos de supernovas encabezan la lista de candidatos. Sin
embargo, de los cerca de 300 remanentes conocidos, sólo unos pocos han sido
encontrados como emisores de rayos gamma con energías suficientemente altas.
Una de las mejores candidatas, la SNR G106.3+2.7, se encuentra a unos 2.600
años-luz de distancia, en la constelación de Cefeo.
Un púlsar brillante cubre el extremo norte de la SNR G106.3+2.7, y los
astrónomos creen que ambos objetos se formaron en la misma explosión.
Utilizando el Large Area Telescope de Fermi, el Dr. Fang y sus colegas
detectaron rayos gamma de mil millones de electrones-voltios (GeV) desde el
interior de la cola extendida del remanente.
El Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS), situado
en el Observatorio Fred Lawrence Whipple, registró rayos gamma de energía aún
mayor procedentes de la misma región.
Y tanto el High-Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory como el Tibet
AS-Gamma Experiment detectaron fotones con energías de 100 billones de
electronvoltios (TeV) procedentes de la zona sondeada por Fermi y VERITAS.
"Este objeto ha suscitado un gran interés desde hace tiempo, pero para
coronarlo como un PeVatrón, tenemos que demostrar que está acelerando
protones", dijo la Dra. Henrike Fleischhack, astrónoma de la Universidad
Católica de América y del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
"La pega es que los electrones acelerados a unos cientos de TeV pueden
producir la misma emisión".
"Ahora, con la ayuda de 12 años de datos de Fermi, creemos que hemos
demostrado que la SNR G106.3+2.7 es efectivamente un PeVatrón".
El púlsar, designado PSR J2229+6114, emite sus propios rayos gamma en forma de
faro mientras gira, y este brillo domina la región hasta energías de unos
pocos GeV.
La mayor parte de esta emisión se produce en la primera mitad de la rotación
del púlsar.
Los autores apagaron efectivamente el púlsar analizando sólo los rayos gamma
que llegan desde la última parte del ciclo. Por debajo de 10 GeV, no hay
ninguna emisión significativa de la cola del remanente.
Por encima de esta energía, la interferencia del púlsar es insignificante y la
fuente adicional se hace evidente.
El análisis detallado favorece a los protones PeV como las partículas que
impulsan esta emisión de rayos gamma.
"Hasta ahora, SNR G106.3+2.7 es única, pero puede resultar ser el miembro más
brillante de una nueva población de remanentes de supernova que emiten rayos
gamma que alcanzan energías TeV", dijo el Dr. Fang.
"Es posible que se revelen más de ellos a través de futuras observaciones de
Fermi y de los observatorios de rayos gamma de muy alta energía".
Fuentes, créditos y referencias:
Ke Fang et al. 2022. Evidence for PeV Proton Acceleration from Fermi-LAT
Observations of SNR G106.3+2.7. Phys. Rev. Lett 129 (7): 071101;
doi: 10.1103/PhysRevLett.129.071101
Créditos a
SciNews