L’investigador de l’IFIC Francisco Salesa Greus, juntament amb uns altres membres de la col·laboració HAWC, han detectat fotons de molt alta energia procedents d’una font galàctica que podria ser la candidata a produir rajos còsmics. La detecció de neutrins a través de telescopis com KM3NeT o IceCube confirmaria l’estudi. Aquesta troballa s’ha publicat a la revista The Astrophysical Journal Letters.
HAWC és un observatori de rajos gamma situat a Mèxic que permet recopilar informació sobre els fenòmens més violents que esdevenen en l’univers. Els rajos gamma es produeixen en fenòmens astrofísics molt energètics, com explosions de supernoves o nuclis de galàxies actives i estan constituïts per fotons d’alta energia que quan entren en contacte amb l’atmosfera terrestre són absorbits, fet que en dificulta l’observació.
L’anàlisi, liderat per Salesa –investigador de l’Institut de Física Corpuscular (UV-CSIC)– mostra la detecció de fotons d’alta energia procedents d’una font galàctica, HAWC J1825-134, l’espectre continua de manera ininterrompuda fins a nivells de com a mínim 200TeV, fet que implicaria que aquesta emissió hauria d’haver estat creada per rajos còsmics encara més potents, com el petaelectró-volt (PeV), la qual cosa mostra un possible origen d’aquests. De fet, hi ha més de 200 fonts de rajos gamma que emeten a energies de teraelectró-volts (TeV); però fonts que emeten a més de 100TeV n’hi ha menys d’una desena confirmades.
Segons aquest estudi, els rajos gamma observats per HAWC serien el resultat de la interacció de rajos còsmics de més alta energia amb les molècules d’una zona d’alta densitat de matèria, un núvol molecular.
El resultat d’estar davant d’una de les fonts de rajos còsmics més potents fins ara descoberta podria ser confirmat amb la detecció de neutrins procedents d’HAWC J1825-134 mitjançant telescopis de neutrins com KM3NeT o IceCube. Aquesta font destaca per estar en una posició idònia per ser observada pel futur KM3NeT.
“Els resultats de les observacions d’HAWC J1825-134 fan d’aquesta font una clara candidata a emetre neutrins d’alta energia”, comenta Francisco Salesa. Amb un telescopi del volum de detecció de KM3NeT s’espera poder observar aquesta font durant el període d’operació del detector. “HAWC J1825-134 compta amb l’avantatge d’estar situada a l’hemisferi sud celeste, que és la part de cel on KM3NeT té més sensibilitat”, afegeix Salesa.
Telescopis KM3NeT i IceCube
KM3NeT situat al fons de la mar Mediterrània i IceCube, situat al pol sud, són detectors de neutrins, les partícules subatòmiques sense càrrega elèctrica més petites fins ara conegudes. Respecte a aquesta investigació, els dos telescopis treballaran per confirmar els resultats obtinguts per HAWC, en el cas que s’observe l’esperada emissió de neutrins com a producte de la interacció de rajos còsmics d’alta energia amb la matèria i radiació a la font de producció.
El detector KM3NeT, en què l’IFIC participa de manera activa, està actualment en construcció i compta ja amb diverses línies de detecció operatives. KM3NeT s’espera que estiga completament operatiu en els propers anys.
Francisco Salesa, Investigador Distingit del programa Gent de Conselleria d’Innovació, Universitats, Ciència i Societat Digital de la Generalitat Valenciana, centra principalment el seu treball en l’Astronomia Multimissatger, que té com a objectiu l’estudi dels fenòmens astrofísics observats per diferents detectors d’astropartícules en coincidència espacial i/o temporal. Així, fins i tot amb poca estadística es pot afirmar de manera fefaent que aquests successos es van produir en la mateixa font còsmica i extraure important informació sobre la naturalesa dels acceleradors més energètics de l’univers.
Referència:
Evidence of 200 TeV Photons from HAWC J1825-134. A. Albert, R. Alfaro, C. Alvarez, J. R. Angeles Camacho, J. C. Arteaga-Velázquez, K. P. Arunbabu, D. Avila Rojas, H. A. Ayala Solares, V. Baghmanyan, E. Belmont-Moreno et alii .
The Astrophysical Journal Letters.
https://doi.org/10.3847/2041-8213/abd77b
https://arxiv.org/abs/1910.09065