Rayos Gamma

Astrónomos que usan datos del Telescopio Fermi de la NASA Espacial de Rayos Gamma de haber realizado la medición más precisa de la luz de las estrellas en el universo y lo utilizó para establecer la cantidad total de luz de todas las estrellas que tienen siempre brillaba, lograr una meta misión principal. "La luz óptica y ultravioleta de las estrellas sigue viajando por todo el universo, incluso después de las estrellas dejen de brillar, y esto crea un campo de radiación fósil podemos explorar el uso de los rayos gamma de fuentes distantes", dijo científico principal Marco Ajello, un investigador postdoctoral en el Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas y Cosmología en la Universidad de Stanford en California y el Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California en Berkeley.

Los rayos gamma son la forma más energética de luz. Desde el lanzamiento de Fermi en 2008, el Telescopio de Gran Área (LAT) observa todo el cielo en rayos gamma de alta energía cada tres horas, creando el mapa más detallado del universo conocido nunca a estas energías. La suma total de luz de las estrellas en el cosmos es conocido por los astrónomos como la luz de fondo extragaláctica (EBL). Para los rayos gamma, las funciones EBL como una especie de niebla cósmica. Ajello y su equipo investigaron la EBL mediante el estudio de los rayos gamma de 150 blazars o galaxias alimentados por agujeros negros, que fueron detectados fuertemente a energías de más de 3 mil millones de electronvoltios (GeV), o más de mil millones de veces la energía de la luz visible.

Este mapa muestra la ubicación de las 150 blazars (puntos verdes) utilizados en el estudio EBL. El mapa de fondo muestra el cielo y fue construido a partir de cuatro años de los rayos gamma con energías superiores a 10 mil millones de electronvoltios (GeV) detectados por Fermi. El plano de nuestra galaxia, la Vía Láctea corre por el centro de la trama. El instrumento Fermi LAT es el primero en detectar más de 500 fuentes en este rango de energía.(Crédito: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration) > Ampliar imagen > Imagen sin cargos blazar

Fermi mide la cantidad de absorción de rayos gamma en el espectro blazar producido por la luz estelar ultravioleta y visible en tres épocas diferentes de la historia del universo. (Crédito: NASA Goddard Space Flight Center) > Ampliar imagen

En esta ilustración se coloca las mediciones de Fermi en perspectiva con otras características bien conocidas de la historia cósmica. La formación estelar alcanzó su punto máximo cuando el universo tenía unos 3 mil millones de años y ha ido declinando desde entonces. (Crédito: NASA Goddard Space Flight Center) > Ampliar imagen

"Con más de un millar detectados hasta ahora, blazars son las fuentes más comunes detectados por Fermi, pero los rayos gamma a estas energías son pocos y distantes entre sí, por lo que tomó cuatro años de datos para hacer este análisis", dijo el miembro del equipo Justin Finke, un astrofísico del Laboratorio de Investigación Naval en Washington. medida que la materia cae hacia el agujero negro supermasivo de la galaxia, parte de ella se acelera hacia el exterior a casi la velocidad de la luz en forma de chorros apuntando en direcciones opuestas. Cuando uno de los jets pasa a ser dirigido en la dirección de la Tierra, la galaxia parece especialmente brillante y está clasificado como un blazar. Los rayos gamma se producen en chorros blazar viajar a través de miles de millones de años luz de la Tierra. Durante su viaje, los rayos gamma atraviesan una niebla cada vez mayor de la luz visible y ultravioleta emitida por las estrellas que se formaron a lo largo de la historia del universo. De vez en cuando, un rayo gamma choca con la luz de las estrellas y se transforma en un par de partículas - un electrón y su contraparte de antimateria, un positrón. Una vez que esto ocurre, la luz de rayos gamma se pierde. En efecto, el proceso amortigua la señal de rayos gamma en mucho la misma manera que se atenúa una niebla distante faro. De los estudios de blazars cercanos, los científicos han determinado la cantidad de rayos gamma debe ser emitida a diferentes energías. Blazars más distantes mostrar menos rayos gamma a energías más altas - especialmente por encima de 25 GeV - gracias a la absorción por parte de la niebla cósmica. Las más lejanas blazars faltan la mayoría de sus rayos gamma de alta energía. Luego, los investigadores determinaron la media de rayos gamma de atenuación en tres rangos de distancia entre 9,6 millones de años y hoy. partir de esta medición, los científicos fueron capaces de estimar el espesor de la niebla. Para dar cuenta de las observaciones, la densidad media estelar en el cosmos es alrededor de 1,4 estrellas por 100 mil millones de años luz cúbicos, lo que significa que la distancia media entre las estrellas del universo es aproximadamente 4.150 años luz. Un artículo que describe los hallazgos fue publicado el jueves en Science Express. "El resultado Fermi abre la emocionante posibilidad de limitar el período más temprano de la formación estelar cósmico, estableciendo así las bases para que James Telescopio Webb Space", dijo Volker Bromm, astrónomo de la Universidad de Texas, Austin, que comentó sobre los hallazgos. "En términos simples, Fermi nos está proporcionando una imagen de la sombra de las primeras estrellas, mientras que Webb directamente los detectará." Medición de la luz de fondo extragaláctica fue uno de los principales objetivos de la misión de Fermi."Estamos muy entusiasmados con la perspectiva de extender esta medida aún más lejos ", dijo Julie McEnery, científico de la misión del proyecto en el Centro Goddard de Vuelo Espacial en Greenbelt, Maryland Goddard gestiona la astrofísica de partículas Fermi y asociación para la investigación física. Fermi fue desarrollado en colaboración con el Departamento de Energía de EE.UU. con la colaboración de las instituciones académicas y socios en Francia, Alemania, Italia, Japón, Suecia y Estados Unidos.

Fuente: NASA