L'IFIC colidera un projecte per a detectar estreles de neutrons ocultes

L'Institut de Física Corpuscular (IFIC), situat en l'àrea científic-acadèmica, participa en un projecte destinat a detectar un tipus determinat d'estreles de neutrons mitjançant les seues emissions esteses de rajos gamma de molt alta energia. L'estudi ha observat una estructura característica en els senyals emesos per púlsars de mitjana edat, que permetria detectar poblacions fins ara inassolibles pels mètodes tradicionals d'observació. La troballa es publica en Physical Review Letters

L'Institut de Física Corpuscular (IFIC), que es troba en l'àrea científic-acadèmica del Parc Científic de la Universitat de València, a més de ser centre mixt del CSIC i la Universitat de València, participa en un important avanç per a detectar un tipus d'estreles de neutrons, un dels objectes més densos de l'univers, difícils d'identificar per altres mitjans com a telescopis de ràdio o rajos gamma de baixa energia, però visibles mitjançant les seues emissions esteses de rajos gamma de molt alta energia.

La investigadora de l'IFIC Sara Coutiño de León colidera un estudi que ha observat una estructura característica en els senyals emesos per púlsars de mitjana edat, un tipus particular d'estrela de neutrons. Esta estructura, en forma d'halos, permetria detectar poblacions de púlsars que podrien passar desapercebuts amb els mètodes tradicionals d'observació. La troballa es publica en Physical Review Letters.

Una estrela de neutrons és el romanent d'una estrela molt més massiva que el Sol després d'una explosió de supernova. Esta resta és densíssima, i en alguns casos es comporta com un púlsar, emetent polsos regulars de radiació electromagnètica. Si els seus feixos de radiació apunten cap a la Terra durant la seua rotació, es detecten com a polsos regulars de llum, motiu pel qual se'ls coneix com a púlsars. És com si una llanterna giratòria s'encenguera i apagara periòdicament en passar enfront de les persones.

"Molts púlsars de mitjana edat no són fàcilment detectables en radi, rajos X o fins i tot en rajos gamma menys energètics. Per això, detectar este tipus d'halos permet revelar una població de púlsars ocults que d'una altra manera passarien desapercebuts", Sara Coutiño de León, investigadora de l'IFIC i colider de l'estudi

Els púlsars són acceleradors naturals de partícules que convertixen l'energia en rotació d'una estrela de neutrons en energia cinètica de les partícules. "En un púlsar jove, les partícules carregades que este accelera queden atrapades en el seu camp magnètic. Però en aconseguir una edat de desenes de milers d'anys (entre 20.000 i 100.000 anys), este camp es debilita i permet que les partícules escapen al mitjà interestel·lar. Allí, en interactuar amb camps de radiació circumdant, produïxen els anomenats rajos gamma, la llum més energètica de l'univers", explica Sara Coutiño, investigadora de l'IFIC i una de les autores principals del treball.

Revelar púlsars ocults

Ara, la col·laboració internacional que opera l'observatori de rajos gamma HAWC (High-Altitude Water Cherenkov), ha identificat una estructura característica en forma d'halos entorn d'alguns púlsars, observable en l'emissió de rajos gamma de molt alta energia. El resultat de l'estudi, assenyala que estos rajos gamma, deduïts a partir de les partícules detectades per HAWC des de la seua ubicació a més de 4.000 metres d'altura sobre el nivell de la mar a Mèxic, podrien originar-se en partícules accelerades per púlsars que escapen al mitjà interestel·lar i interactuen amb la radiació circumdant.

En 2017, l'observatori HAWC va ser el primer a descobrir l'existència d'halos de rajos gamma de molt alta energia (els anomenats TeV halos) al voltant de dos púlsars. Esta troballa pionera va obrir noves preguntes sobre l'origen d'estos halos i la seua possible presència en altres sistemes similars. Des de llavors, la col·laboració HAWC ha investigat si estos halos són fenòmens excepcionals o si representen una característica comuna en púlsars de mitjana edat. En este nou estudi, es van analitzar 36 púlsars d'este tipus, demostrant estadísticament que la presència d'estos halos podria ser un tret generalitzat en esta població d'objectes.

“Molts púlsars de mitjana edat no són fàcilment detectables en radi, rajos X o fins i tot en rajos gamma menys energètics. Per això, detectar este tipus d'halos permet revelar una població de púlsars ocults que d'una altra manera passarien desapercebuts”, resumix la investigadora de l'IFIC. “Encara que el mecanisme físic de la producció d'halos encara continua sent un tema obert, els resultats d'este treball recolzen la hipòtesi que estos halos podrien ser comuns, la qual cosa constituïx un pas important cap a la comprensió del seu origen i prevalença. A més del seu potencial per a revelar púlsars ocults, l'estudi d'halos de rajos gamma també oferix una oportunitat única per a entendre com acceleren i propaguen els rajos còsmics en el mitjà interestel·lar, un procés clau en l'astrofísica d'altes energies”.

Font: UV Notícies