MAGIC detecta al púlsar más poderoso de nuestra galaxia

Ilustración: Patricia Carcelén Marco

Detectan la luz más energética observada procedente de un púlsar

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Científicos que trabajan en el observatorio MAGIC ha descubierto la radiación pulsante más energética jamás detectada desde un objeto estelar: el púlsar del Cangrejo. Las observaciones cuestionan el conocimiento de estas diminutas estrellas y abre nuevos retos a la aceleración de partículas en medios extremos.

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UAB / El descubrimiento acaba de ser publicado en el último número de Astronomy and Astrophysics, está dirigido por investigadores del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC) y participan científicos de la Unidad de Física de las Radiaciones del Departamento de Física de la UAB y del IFAE.

El púlsar del Cangrejo es una pequeña estrella de neutrones, de unos 10 km de diámetro, con una velocidad de rotación de 30 veces por segundo

El púlsar del Cangrejo es una pequeña estrella de neutrones, de unos 10 km de diámetro, con una velocidad de rotación de 30 veces por segundo. Se comporta como un enorme imán, y crea campos eléctricos y magnéticos extremadamente grandes a su alrededor. Crea además un haz de luz que sale de sus polos y que recibimos cada vez que su rotación cruza nuestra línea de visión, tal como lo hace un faro, pero a energías de magnitud mucho mayores que la luz visible.

En 2011, los telescopios MAGIC y Veritas descubrieron una emisión inesperada de estos fotones energéticos. Para comprender este fenómeno, el equipo de MAGIC llevó a cabo una larga campaña de observación del púlsar del Cangrejo, con el objetivo de medir la energía máxima a la que emitían estos fotones pulsantes. Estas nuevas observaciones detectaron fotones con energías mil veces mayores que las observadas con anterioridad. Los fotones, con energías de más de un billón de electronvoltios llegan al detector cada 33 milisegundos, proporcionando información sobre el entorno más próximo a esta estrella de neutrones. Estos fotones deben ser producto de la combustión de electrones y positrones alrededor de la estrella de neutrones, debido a su gran campo magnético, y tras sufrir aceleraciones a velocidades relativistas. Pero cómo y dónde se llega a este efecto en una región tan pequeña es un hecho que desafía nuestro conocimiento de la física.

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El observatorio MAGIC

MAGIC (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov) es un observatorio terrestre de rayos gamma situado en la isla canaria de La Palma. Se trata de un sistema de dos telescopios Cherenkov de 17 metros de diámetro, y es uno de los tres instrumentos principales de este tipo en todo el mundo. Está diseñado para detectar rayos gamma entre decenas de Giga-electrón-voltios (10 9 eV) y algunas decenas de Tera-electrón-voltios. MAGIC obtuvo datos del púlsar del Cangrejo durante más de 300 horas, y el equipo analizó este gran conjunto de datos obtenidos entre octubre de 2007 y abril de 2014.

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El Cangrejo, el púlsar más poderoso de nuestra galaxia

Los púlsares son estrellas de neutrones que giran rápidamente y están altamente magnetizadas. De masa superior a la de nuestro Sol, pero con sólo unos pocos kilómetros de radio, estos objetos extremadamente densos están incrustados en campos magnéticos con fuerzas de hasta 108-15 G en la superficie de la estrella. Este campo magnético, junto con la rápida rotación de la estrella con períodos de unos pocos milisegundos, produce haces de radiación electromagnética que barren el cielo como si fueran un faro.

Los púlsares son estrellas de neutrones que giran rápidamente y están altamente magnetizadas

En particular, el púlsar del Cangrejo, creado en la explosión de una supernova en 1054 AC, se encuentra a una distancia de unos 6.500 años luz en el centro de una nebulosa magnetizada y visible en la constelación de Tauro . El Cangrejo es el púlsar más poderoso de nuestra galaxia y uno de los pocos púlsares detectados en todas las longitudes de onda, desde radio hasta los rayos gamma. En su magnetosfera (o atmósfera magnetizada) de sólo unos pocos miles de kilómetros, los electrones y positrones se aceleran hasta energías relativistas, pero se queman rápidamente en el campo altamente magnético, emitiendo una radiación que llega a nuestros telescopios en forma de pulsos cada 33 milisegundos, una vez por cada rotación de la estrella de neutrones, cuando encuentra nuestra mirada telescópica. Esta radiación se detiene abruptamente cuando se queman los electrones más rápidos, por debajo del rango de energía que pueden observar los telescopios Cherenkov. Pero estas nuevas observaciones con MAGIC han revelado una radiación misteriosa, débil pero muy enérgica (miles de veces mayor), que supera este abrupto límite observado en otros experimentos sensibles a más bajas energías, y el origen de la que aún nos resulta desconocido.

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