La mayor parte de la luz que fluye a través del Universo es invisible para los ojos humanos. Más allá de las longitudes de onda de rango medio que podemos ver, hay un cosmos completo que brilla con radiación de alta y baja energía.
Pero los humanos somos pequeños animales inteligentes y hemos logrado construir instrumentos que pueden ver la luz que nosotros no podemos. Uno de ellos es el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA, un observatorio que se encuentra en la órbita terrestre baja y monitorea el cielo en busca de rayos gamma, la luz de mayor energía en el universo.
Fermi vigila constantemente todo el cielo, observando las fuentes de rayos gamma y cómo cambian con el tiempo, proporcionando a los astrónomos un mapa de los diversos productores de radiación gamma que podemos detectar. Estos datos se compilan en un catálogo que los científicos pueden usar para probar la producción de radiación gamma.
La animación representa un año de radiación gamma fluctuante de 1.525 fuentes, representada por círculos morados pulsantes, recopilada entre febrero de 2022 y febrero de 2023, y cada cuadro representa tres días de observaciones. Cuanto más grande es el círculo, más brillante es la radiación gamma.
Mientras tanto, el círculo amarillo representa el camino aparente del Sol a través del cielo durante ese período de tiempo.
“Para armar esta base de datos, nos inspiraron los astrónomos que estudian galaxias y querían comparar las curvas de luz visible y de rayos gamma en escalas de tiempo largas”. dice el astrofísico Daniel Kocevski
“Recibimos solicitudes para procesar un objeto a la vez. Ahora la comunidad científica tiene acceso a todos los datos analizados para todo el catálogo”.
La mayoría de las luces intermitentes que ves provienen de un tipo de galaxia conocida como blazar. Estas son un subconjunto de galaxias cuásares. Un cuásar es una galaxia con un núcleo extremadamente activo, lo que significa que el agujero negro supermasivo está tragando material a un ritmo tremendo. Este material se calienta por la actividad extrema alrededor del agujero negro para que resuene en el espacio. Los cuásares emiten la luz más brillante del Universo.
Algunos de estos cuásares tienen chorros de plasma lanzados desde el núcleo galáctico. A medida que el agujero negro se alimenta, parte del material que se arremolina a su alrededor se desvía y acelera a lo largo de las líneas del campo magnético fuera del horizonte de sucesos. Cuando llega a los polos, este material se lanza al espacio a altas velocidades, a menudo acercándose a la velocidad de la luz en el vacío.
Un blazar es un quásar cuyo chorro apunta hacia, o casi hacia, la Tierra. Debido a esta orientación, la luz parece aún más brillante en todo el espectro. Los blazars son fuentes conocidas de radiación gamma, pero su luz fluctúa en escalas de tiempo bastante cortas; sus fluctuaciones pueden ayudar a los astrónomos a estudiar cómo se alimentan estos gigantes.
Combinados con otros datos, también pueden ayudar a responder preguntas sobre el Universo. Por ejemplo, solo recientemente las detecciones de neutrinos realizadas por observatorios como IceCube en la Antártida se remontan a galaxias blazar.
Los blazares representan más del 90 por ciento de las fuentes de rayos gamma en la nueva incorporación al catálogo de rayos gamma de Fermi. Los otros objetos que emiten radiación gamma incluyen un tipo de estrella de neutrones llamada púlsares, los remanentes hechos jirones de material sobrante de las explosiones de supernovas y sistemas binarios como las estrellas de neutrones binarias.
Y está el brillo de rayos gamma del plano de la galaxia de la Vía Láctea, representado en la animación por una banda naranja que se extiende por el centro de la imagen. Allí, el color más brillante representa un brillo más radiante.
Se espera que las observaciones de largo período proporcionen una visión más profunda de algunos de los fenómenos asociados con las fuentes de rayos gamma. Por ejemplo, rastrear un neutrino hasta un período más brillante de la actividad de un blazar podría ayudar a reducir los procesos que producen estas misteriosas partículas.
“Tener la base de datos histórica de la curva de luz”, dice la astrofísica Michela Negro de la Universidad de Maryland, condado de Baltimore, y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, “podría conducir a nuevos conocimientos de múltiples mensajes sobre eventos pasados”.
Y obtenemos una pista de cómo podríamos ver el Universo si tuviéramos ojos extraterrestres.
El catálogo recién actualizado está disponible gratuitamente en La serie de suplementos de la revista astrofísica.