La velocidad de los rayos Gamma

Fogonazos en el cielo

Ésta es Leyre. Una de las cosas que más le gusta es conducir. No tiene problemas en coger el coche y hacer kilómetros y kilómetros viendo el paisaje pasar. ¿Quién se mueve en realidad, ella o el paisaje? Preguntas como esta dieron lugar a la teoría de la relatividad, una nueva manera de pensar el espacio y el tiempo. Leyre usa los telescopis MAGIC para, precisamente, poner a prueba esta teoría.

Aquí todos somos Cazadores de Rayos Gamma, pero algunos somos más selectivos que otros.

De todos los rayos gamma, a mí los que me interesan son los que vienen de flares.

¿Qué son los flares? La traducción del inglés sería llamarada o fogonazo. Nosotros usamos el concepto flare para referirnos a un período en el que nos llegan más rayos gamma de los habituales desde una posición concreta del Universo.

Nuestra manera de entender un flare no es tan distinta a su significado real: podría compararse a encender una cerilla que se consume rápidamente. Aunque, claro, se trata de una llama que está a millones de años luz y con una energía muy superior.

Por ejemplo, en junio de 2015 se detectó un flare proveniente del blazar 3C279, a cinco mil millones de años luz. ¡La última vez que se había detectado actividad en él fue en 1991! Después de 14 años aparece sin avisar… Y, hasta el momento, se trata del objeto de alta energía más luminoso que se ha observado.

En este vídeo cada círculo representa un rayo gamma detectado por FERMI. El tamaño y el color de los círculos dan una idea de su magnitud. Fíjate cómo en un momento determinado, aumenta la cantidad de rayos gamma: ese es el flare. Crédito del vídeo: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration

Normalmente la 3C279 es una de las muchas galaxias activas que podemos observar.

Pero de un día para el otro se convirtió en el objeto más brillante del cielo Gamma. Y así durante 4 días. Eso fue precismaente el flare.

El flare empezó el 14 de Junio de 2015 y 4 días más tarde ya había terminado. Aún no sabemos por qué sucedió. Crédito de la imagen: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration

Cada día de observación hacemos un plan de los objetos que queremos observar. Para hoy tenemos remanentes de supernovas, sistemas binarios, púlsares, agrupaciones de galaxias,…

Los flares, que son los que me interesan a mí nunca están en el menú del día. Pero claro, uno nunca sabe cuándo van a suceder.

En Abril de 2011 el satélite FERMI detectó un flare en la nebulosa del Cangrejo. En la imagen se puede apreciar cómo cambia la intensidad de la emisión antes y después del evento. Estos fogonazos son rápidos y hay que estar atentos para cazarlos.

Crédito de la imagen: NASA/DOE/Fermi LAT/R. Buehler

Diccionario del buen cazador


Agujero Negro

Nos encanta todo lo desconocido y los secretos que alberga un agujero negro son muchos

Se trata de un objeto astronómico supermasivo que muestra unos efectos gravitacionales enormes de manera que nada (ni partículas ni radiación electromagnética) puede superar de su horizonte de sucesos. Es decir, nada puede escapar de su interior.


Blazar

No, no es un 'blazer', no nos vamos de tiendas

Se trata de un tipo particular de núcleo galáctico activo, con la característica que su jet apunta directamente a la Tierra. En una frase, es una fuente de energía muy compacta asociada a un agujero negro en el centro de una galaxia que nos está apuntando.


Cascada de partículas

¡Las cataratas del Niágara de las partículas!

Lluvia de partículas resultantes de la interacción entre partículas de alta energía con un medio denso, por ejemplo, la atmósfera terrestre. Cada una de estas partículas secundarias producidas crea a su vez un cascada propia, de manera que se acaban produciendo una gran cantidad de partículas de baja energía.


Covariancia de Lorentz

Los privilegios de ciertas ecuaciones...

Esta propiedad la tienen ciertas ecuaciones físicas por la que no cambian de forma cuando se dan ciertos cambios de coordenadas. La Teoría Especial de la Relatividad requiere que las Leyes de la Física deben tomar la misma forma en cualquier sistema de referencia inercial. Es decir, si tenemos dos observadores cuyas coordenadas se pueden relacionar por una transformación de Lorentz, cualquier ecuación con magnitudes covariantes se escribirá igual para ambos.

Descubre más:


Dualidad Onda Partícula

¿En qué quedamos?

Se trata de un fenómeno cuántico por el cual en ciertas ocasiones las partículas adquieren características propias de una onda. Y al revés. Lo que esperaríamos que se comportara siempre como una onda (por ejemplo la luz) a veces lo hace como una partícula. Este concepto fue introducido por Louis-Victor de Broglie y se ha demostrado experimentalmente.

Descubre más:


Evento

Estos sí son los eventos del año

Cuando hablamos de eventos en este campo, nos referimos a cada una de las detecciones que hacemos en los telescopios. Para cada uno de ellos tenemos cierta información como la posición en el cielo, la intensidad, etc. y eso nos permite clasificarlos. Nos interesa tener muchos eventos para que podamos hacer estadística a posteriori y sacar conclusiones.


Galaxia de Núcleo Activo

La fiesta está dentro

Este tipo de galaxias (conocidas como AGN) tienen un núcleo central compacto que genera mucha más luminosidad de lo habitual. Se cree que esta radiación es debida a la acreción de materia en un agujero negro supermasivo situado en su centro. Se trata de las fuentes persistentes más luminosas conocidas en el Universo.

Descubre más:


Gravedad Cuántica

Esto cada vez suena peor...

Este campo de la física pretende unir la teoría cuántica de campos, que aplica los principios de la mecánica cuántica a los sistemas clásicos de campos continuos, con la relatividad general. Se quiere definir una base matemática unificada con la cual se puedan describir todas las fuerzas de la naturaleza, la Teoría del Campo Unificado.

Descubre más:


Materia Oscura

¿Y qué será?

¿Cómo definir algo que no se conoce? Sabemos de su existencia porque la detectamos de forma indirecta gracias a los efectos gravitacionales que causa en la materia visible, pero no podemos estudiarla de forma directa. Esto es así porque no interacciona con la fuerza electromagnética así que no sabemos de qué está compuesta. ¡Y estamos hablando de algo que representa el 25% de todo lo conocido! Así que más vale no despreciarlo e intentar desentrañar que es…

Descubre más:


Microquasar

Más abajo aprenderás qué es un quasar... pues lo mismo ¡en pequeñín!

Es un sistema de estrellas binario que produce radiación electromagnética de alta energía. Sus características son similares a las de los cuásares, pero a una escala más pequeña. Los microquasars producen emisiones de radio fuertes y variables muchas veces en forma de jet y tienen un disco de acreción rodeando un objeto compacto (agujero negro o estrella de neutrones) que es muy luminosos en el rango de los rayos X.

Descubre más:


Nebulosa

¿Qué forma tienen las nubes?

Las nebulosas son regiones del medio interestelar compuestas básicamente por gases y algunos elementos químicos en forma de polvo cósmico. En ellas nacen muchas de las estrellas por condensación y agregación de materia. A veces sólo se trata de restos de estrellas extinguidas.

Descubre más:


Pulsar

Ahora me ves, ahora no me ves

La palabra ‘pulsar’ viene del ingles pulsating star y es precisamente esto: una estrella de la cual nos llega señal de forma discontínua. Dicho más formalmente, es una estrella de neutrones que emite radiación electromagnética mientras esta girando. Las emisiones son debidas al fuerte campo magnético que tienen y el pulso está relacionado con el período de rotación del objeto y la orientación relativa a la Tierra. Uno de los más conocidos y estudiados es el púlsar de la Nebulosa del Cangrejo, muy bonita, por cierto.

Descubre más:


Quasar

'Quasi' los confundimos con estrellas

Son los miembros más lejanos y más energéticos de una clase de objetos llamados galaxias de núcleo activo. Su nombre proviene del inglés ‘quasi-stellar’, casi estrellas, ya que, cuando se descubrieron, utilizando instrumentos ópticos, era muy difícil distinguirlas de las estrellas. No obstante, su espectro de emisión era claramente singular. Normalmente han sido formados por la colisión de galaxias cuyos agujeros negros centrales se han fusionado para formar un agujero negro super masivo o un sistema binario de agujeros negros.

Descubre más:


Radiación Cherenkov

Este fenómeno con nombre de malo de James Bond es nuestro máximo objeto de estudio

Radiación electromagnética emitida cuando una partícula cargada pasa a través de un medio dieléctrico a una velocidad mayor que la velocidad de fase de la luz en ese medio. Cuando un fotón gamma muy energético o un rayo cósmico interactúa con la atmósfera terrestre, producen una cascada de partículas de alta velocidad. La radiación Cherenkov de estas partículas cargadas se usa para determinar la fuente e intensidad de los rayos cósmicos o los gammas.

Descubre más:


Rayo Cósmico

Hay que saber escoger entre ¡rayos, partículas y centellas!

Los rayos cósmicos son radiación de alta energía compuesta fundamentalmente por protones muy energéticos y núcleos atómicos. Viajan casi a la velocidad de la luz y cuando impactan con la atmósfera terrestre producen cascadas de partículas: estas partículas generan radición Cherenkov y algunas incluso pueden llegar a la superficie de la Tierra. Pero cuando los rayos cósmicos alcanzan la Tierra, es imposible saber su procedencia ya que su trayectoria ha cambiado porque se han desplazado a través de distintos campos magnéticos.

Descubre más:


Rayo Gamma

¡A por ellos!

Radiación electromagnética ionizante de extrema frecuencia (por encima de los 10 exahertz). Se trata del rango más energético del espectro electromagnético. La dirección con la que llegan a la Tierra nos indica la dirección donde se originaron.

Descubre más:


Remanente de supernova

Una gran nube de caramelo en el cosmos

Cuando explota una estrella (supernova) se crea una estructura nebulosa a su alrededor formada por el material eyectado de la explosión junto con material interestelar.

Descubre más:


Telescopio Cherenkov

Nuestros juguetes favoritos

Son detectores de fotones gamma de altas energías situados en la superficie terrestre. Tienen un espejo para recoger la luz y focalizarla hacia la cámara. Detectan luz producida por el efecto Cherenkov desde el azul hasta el ultravioleta del espectro electromagnético. Las imágenes que toma la cámara permiten identificar si la partícula incidente en la atmósfera es un rayo gamma u otra distinta y a la vez determinar la dirección y su energía. Los telescopios MAGIC en el Roque de los Muchachos (La Palma) son un ejemplo.

Descubre más:


Teoría de la Relatividad

En esta vida todo es relativo ¿o no?

Albert Einstein fue el genio que decidió darle la vuelta a la mecánica newtoniana para hacerla compatible con el electromagnetstmo con sus Teorías de la Relatividad Especial y General. La primera es aplicable al movimiento de los cuerpos en ausencia de fuerzas gravitatorias y en la segunda se reemplaza la gravedad newtoniana con fórmulas más complejas aunque para campos débiles y velocidades pequeñas coincide numéricamente con la teoría clásica.

Descubre más: