NASAEl Telescopio Espacial Fermi presenta una película secuencial de 14 años que revela el universo dinámico a través de imágenes de rayos gamma. Destaca el vía LácteaEl brillo de los rayos gamma, las erupciones solares y las galaxias distantes alimentadas por agujeros negros.

El cosmos cobra vida en una película de lapso de tiempo que abarca todo el cielo realizada a partir de 14 años de datos adquiridos por el telescopio espacial Fermi de rayos gamma de la NASA. Nuestro Sol, que sale ocasionalmente, traza serenamente su camino a través del cielo contra un telón de fondo de fuentes de alta energía dentro de nuestra galaxia y más allá.

«El brillo constante y brillante de los rayos gamma de la Vía Láctea está marcado por intensas erupciones de días de duración de chorros cercanos a la velocidad de la luz propulsados ​​por agujeros negros supermasivos en el corazón de galaxias distantes», dijo Seth Digel, científico principal. en el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC en Menlo Park, California, que creó las imágenes. «Estas espectaculares llamaradas, que pueden aparecer en cualquier parte del cielo, ocurrieron hace millones o incluso miles de millones de años, y su luz apenas llega a Fermi ante nuestros ojos».

Desde erupciones solares hasta agujero negro Jets: El equipo del Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma de la NASA ha producido un recorrido único en lapso de tiempo por el cielo dinámico y de alta energía. Judy Racusin, científica adjunta del proyecto Fermi, narra la película, que comprime 14 años de observaciones de rayos gamma en 6 minutos. Crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA y colaboración NASA/DOE/LAT

Los rayos gamma son la forma de luz más energética. La película muestra la intensidad de los rayos gamma con energías superiores a 200 millones de electronvoltios detectados por el Telescopio de Gran Área (LAT) de Fermi entre agosto de 2008 y agosto de 2022. A modo de comparación, la luz visible tiene energías de entre 2 y 3 electronvoltios. Los colores más brillantes marcan las ubicaciones de las fuentes de rayos gamma más intensas.

“Una de las primeras cosas que llama la atención en la película es una fuente que se desplaza constantemente por la pantalla. Este es nuestro Sol, cuyo movimiento aparente refleja el movimiento orbital anual de la Tierra a su alrededor”, dijo la científica adjunta del proyecto Fermi, Judy Racusin, quien relata un recorrido de la película en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, en Maryland.

Concepción artística del telescopio espacial Fermi de rayos gamma en órbita. Crédito: NASA

La mayor parte del tiempo, el LAT detecta débilmente el Sol debido al impacto de partículas aceleradas llamadas rayos cósmicos: núcleos atómicos que se mueven a una velocidad cercana a la de la luz. Cuando chocan con el gas solar o incluso con la luz que emite, se producen rayos gamma. A veces, sin embargo, el Sol se ilumina repentinamente con poderosas llamaradas llamadas erupciones solares, que pueden convertir brevemente a nuestra estrella en una de las fuentes de rayos gamma más brillantes del cielo.

La película muestra el cielo desde dos vistas diferentes. La vista rectangular muestra todo el cielo con el centro de nuestra galaxia en el medio. Esto resalta el plano central de la Vía Láctea, que brilla bajo los rayos gamma producidos por los rayos cósmicos que impactan el gas interestelar y la luz de las estrellas. También está salpicado de muchas otras fuentes, incluidas estrellas de neutrones y restos de supernovas. Por encima y por debajo de esta banda central, miramos fuera de nuestra galaxia y hacia el universo más grande, salpicado de fuentes de luz y que cambia rápidamente.

La mayoría de ellas son en realidad galaxias distantes y se ven mejor desde una vista diferente centrada en los polos norte y sur de nuestra galaxia. Cada una de estas galaxias, llamadas blazares, alberga un agujero negro central con una masa de un millón de soles o más.

De una forma u otra, los agujeros negros producen chorros de materia extremadamente rápidos, y en el caso de los blazares estamos mirando casi directamente a uno de estos chorros, una visión que realza su brillo y variabilidad. «Las variaciones nos dicen que algo ha cambiado en estos aviones», dijo Racusin. “Monitoreamos periódicamente estas fuentes y alertamos a otros telescopios, en el espacio y en tierra, cuando sucede algo interesante. Necesitamos ser rápidos para detectar estas erupciones antes de que desaparezcan, y cuantas más observaciones podamos recopilar, mejor podremos comprender estos eventos.

Fermi desempeña un papel clave en la creciente red de misiones que trabajan juntas para capturar estos cambios en el universo a medida que se desarrollan.

Muchas de estas galaxias están extremadamente distantes. Por ejemplo, la luz de un blazar conocido como 4C +21,35 ha estado viajando durante 4.600 millones de años, lo que significa que una erupción que observamos hoy en realidad ocurrió mientras nuestro Sol y nuestro sistema solar comenzaban a formarse. Otros blazares brillantes están a más del doble de distancia y juntos proporcionan sorprendentes instantáneas de la actividad de los agujeros negros a lo largo del tiempo cósmico.

Muchos eventos de corta duración estudiados por Fermi, como los estallidos de rayos gamma, las explosiones cósmicas más poderosas, no son visibles en el lapso de tiempo. Este es el resultado del procesamiento de datos durante varios días para refinar las imágenes.

El Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi es una asociación de astrofísica y física de partículas gestionada por Goddard. Fermi fue desarrollado en colaboración con el Departamento de Energía de EE. UU., con importantes contribuciones de instituciones académicas y socios en Francia, Alemania, Italia, Japón, Suecia y Estados Unidos.