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| Una impresión artística del centro de la Vía Láctea, utilizando datos del telescopio espacial Fermi de rayos gamma. (Crédito de la imagen: NASA Goddard) |
El centro de la Vía Láctea puede ser aún más extraño de lo que pensaban los astrónomos, según un nuevo estudio.
Para el estudio, un equipo de investigadores de la Academia de Ciencias de China en Nanjing investigó un mapa de rayos gamma radiactivos -la forma de luz de mayor energía en el universo, que puede surgir cuando partículas de altísima velocidad llamadas rayos cósmicos chocan con la materia ordinaria- que estallan dentro y alrededor del centro de nuestra galaxia.
El mapa reveló que algo cercano al centro de la galaxia parece estar acelerando partículas a velocidades alucinantes -muy cercanas a la velocidad de la luz- y creando una abundancia de rayos cósmicos y rayos gamma justo fuera del centro galáctico. Sin embargo, incluso cuando el centro galáctico sopla una tormenta constante de radiación de alta energía hacia el espacio, algo cerca del núcleo de la Vía Láctea impide la entrada de una gran parte de los rayos cósmicos procedentes de otras partes del universo, informó el equipo el 9 de noviembre en la revista Nature Communications.
Los investigadores describieron el efecto como una "barrera" invisible que rodea el centro de la galaxia y que mantiene la densidad de los rayos cósmicos allí significativamente más baja que el nivel de referencia observado en el resto de nuestra galaxia. En otras palabras: Los rayos cósmicos pueden salir del centro galáctico, pero les cuesta entrar.
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| La división en segmentos de la región del CG y la distribución de las densidades de CR inferidas. a Los segmentos, anillos centrados en el CG con una anchura de 0,5° excepto el último, donde se derivan las densidades de CR, en la ZMC y fuera de la ZMC se marcan de rojo a naranja y de azul a verde, respectivamente. El mismo código de colores se utiliza para mostrar los puntos de datos de las densidades de RC en los segmentos correspondientes en (b, c). b Distribución de las densidades de RC a partir de los ajustes con la GCE. Para los segmentos fuera de la ZMC, la densidad de RC es casi una constante. En la ZMC, la densidad de RC disminuye rápidamente a medida que aumenta la distancia al CG. Estos hechos sugieren fuertemente diferentes orígenes físicos de los RC dentro y fuera de la ZMC. Las densidades de RC en la ZMC, inferidas a partir del análisis con el mapa del CG29, se muestran con puntos negros, que concuerdan bien con las derivadas del ajuste con el mapa de Planck. Las barras de error representan las incertidumbres estadísticas de 1σ. c Distribución de densidades de RC a partir de ajustes sin el GCE, para los cuales las densidades de RC inferidas cerca del CG fueron potenciadas en comparación con las mostradas en (b). Las barras de error representan las incertidumbres estadísticas de 1σ. Crédito: DOI: 10.1038/s41467-021-26436-z |
El centro galáctico es el centro de rotación de la Vía Láctea; investigaciones anteriores han demostrado que contiene un gran agujero negro. También hay otras entidades en el centro galáctico, como los restos de supernovas y las nebulosas de viento de los púlsares, pero no se sabe mucho más sobre el interior del centro galáctico debido a su densidad. La nube es tan espesa que es casi imposible leer muchas de las formas de radiación que hay en su interior. Aun así, la mayoría de los expertos coinciden en que el centro galáctico emite una gran cantidad de rayos cósmicos, muchos de los cuales podrían ser importantes porque llegan a la Tierra.
En este nuevo trabajo, los investigadores trataron de aprender más sobre los rayos cósmicos emitidos desde el centro galáctico, en particular los que llegan a la Tierra. Para ello, obtuvieron y analizaron los datos recogidos por varios equipos que trabajan en el Fermi Large Area Telescope. Se centraron específicamente en los rayos gamma emitidos por la nube molecular central -un tipo de nube que se forma a partir de polvo interestelar y gas hidrógeno- situada entre la Tierra y el centro galáctico. Comprobaron que la densidad de los rayos cósmicos en la nube molecular central era inferior a la del mar de rayos cósmicos, lo que sugería que existe algún tipo de barrera que impide que los rayos cósmicos entren en la nube molecular central. Pero también encontraron pruebas de que los rayos cósmicos se ralentizaban al pasar por la nube y volvían a acelerarse después de salir, lo que demuestra que algo cercano al centro de la galaxia sirve de acelerador de partículas. No pudieron encontrar pruebas de lo que podría ser, pero sospechan que podría ser el agujero negro, Sagitario A*, nebulosas de viento o incluso restos de una supernova.
Fuentes, créditos y referencias:
Xiaoyuan Huang et al, A GeV-TeV particle component and the barrier of cosmic-ray sea in the Central Molecular Zone, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-26436-z