Por primera vez se observan lentes gravitacionales en rayos gamma

Lente gravitacional

Imagen del efecto de una lente gravitacional sobre B0218+357. Crédito: NASA/ESA y Hubble Legacy Archive.

Un emocionante descubrimiento fue revelado en la reunión número 223 de la Sociedad Astronómica Estadounidense, llevada a cabo en Washington D.C. En esta oportunidad, los astrónomos anunciaron que una lente gravitacional fue detectada por primera vez en longitudes de onda de rayos gamma.

El estudio se llevó a cabo usando el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, y promete abrir una nueva ventana al universo, otorgándole a los astrofísicos otra herramienta para estudiar las regiones de emisión que existen cerca de los agujeros negros supermasivos.

Pero la misión no fue sencilla. Una lente gravitacional ocurre cuando un objeto masivo, como una galaxia, se encuentra en primer plano y dobla la luz proveniente de un objeto de fondo más lejano. En este caso, los investigadores se enfocaron en un blázar conocido como B0218+357, una fuente energética ubicada a una distancia de 4.35 mil millones de años luz en la dirección de la constelación del Triángulo.

Los blázares y cuásares se nombran utilizando sus respectivas coordenadas en el cielo: podemos traducir “0218+357” como “Ascensión recta: 2 horas y 18 minutos, Declinación: +35.7 grados norte”. Un blázar es una forma compacta de cuásar que resulta del agujero negro supermasivo situado en el corazón de una galaxia activa. El término blázar fue acuñado por Edward Spiegel en 1978. En 1970 se descubrió el primer cuásar, 3C 273, el cual más tarde fue re-catalogado como blázar, y que puede ser observado en Virgo.

“Comenzamos a pensar en la posibilidad de realizar esta observación un par de años después del lanzamiento de Fermi, y todo se dio a fines del 2012,” afirmó Teddy Cheung, astrofísico del Laboratorio de Investigación Naval y científico principal del estudio, en un comunicado de prensa del Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA.

Las observaciones del blázar sugirieron que éste emitiría llamaradas en septiembre del 2012, volviéndose así un objeto prioritario para el estudio. De hecho, el B0218+357 era la fuente extragaláctica de rayos gamma más brillante en esos momentos. Cheung tuvo la posibilidad de utilizar el Telescopio de Gran Área (LAT, por su sigla en inglés) del Fermi entre septiembre y octubre de 2012 para estudiar este objeto.

El LAT no posee la misma resolución que ofrecen instrumentos ópticos y de radio como para capturar al blázar en imágenes individuales. En su lugar, el equipo le sacó provecho a un fenómeno conocido como el “efecto de reproducción retardada” para atrapar al blázar en acción.

“Un rayo de luz es ligeramente más largo que el otro, así que cuando detectamos llamaradas en una imagen, tratamos de encontrarlas días después cuando aparecen en la otra,” comentó Jeff Scargle, miembro del equipo y astrofísico del Centro de Investigación Ames de la NASA.

Cheung presentó los descubrimientos del estudio ante la Sociedad Astronómica Estadounidense, los cuales incluyeron tres episodios diferentes de llamaradas provenientes del blázar, demostrando así los reveladores eventos de reproducción retardada, con un periodo de 11.46 días.

Posteriores estudios realizados en longitudes de onda óptica y de radio apoyaron las observaciones principales, y demostraron que el LAT fue efectivamente testigo del mencionado evento. Curiosamente, a los rayos gamma provenientes del blázar amplificado les toma un día más que a las ondas de radio para alcanzar la Tierra. El B0218+357 también es unas cuatro veces más brillante en rayos gamma que en ondas de radio.

Esto sucede porque los rayos gamma provienen de una región un poco diferente a la que da origen a las ondas de radio en el blázar, y toman caminos diferentes a pesar del campo gravitacional proporcionado por la galaxia en primer plano. Esto comprueba que proyectos como el Fermi pueden ser utilizados para explorar el corazón de distantes núcleos galácticos energéticos que albergan agujeros negros supermasivos, además de reabrir el discutido tema de los blázares aumentados por lentes gravitacionales y su rol en la astronomía extragaláctica, y otorgar a los cosmólogos otra herramienta de trabajo.

“Durante el transcurso de un día, una de estas llamaradas puede encender al blázar unas 10 veces en rayos gamma, pero en sólo un 10% en luz visible y ondas de radio, hecho que nos dice que la región emisora de rayos gamma es muy pequeña en comparación con aquellas que emiten a energías más bajas,” señaló Stefan Larsson de la Universidad de Estocolmo.

Dar uso al análisis de sistemas de lentes en rayos gamma no sólo ayudará a estudiar a estas enigmáticas bestias cosmológicas, sino que también podría permitir el refinamiento de la importantísima Constante de Hubble, la cual mide la razón a la cual el universo se está expandiendo.

Pero el Fermi puede apenas estar comenzando a mostrar su potencial en lo que se refiere a buscar fuentes extragalácticas. Lo realmente emocionante, según los investigadores, sería descubrir una fuente energética extragaláctica que esté siendo amplificada en rayos gamma por una galaxia que no haya sido vista en otras longitudes de onda. Este reciente hallazgo ciertamente ha demostrado cómo el Fermi puede “ver” estos reveladores destellos por medio de un astuto método. Sólo queda esperar más novedades en los años venideros.

Fuente: Universe Today

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