Un telescopio único descubre la luz de mayor energía que llega del Sol

Astrofísicos han detallado en un artículo publicado en la revista Physical Review Letters el descubrimiento de la luz de mayor energía jamás observada del sol.

El equipo internacional detrás del hallazgo también descubrió que este tipo de luz, conocida como rayos gamma, es sorprendentemente brillante.

Aunque la luz de alta energía no llega a la superficie de la Tierra, estos rayos gamma crean firmas reveladoras que fueron detectadas con el Observatorio Cherenkov de agua a gran altitud, o HAWC.

"Ahora tenemos técnicas de observación que no eran posibles hace unos años", explica Mehr Un Nisa, autor del estudio e investigador postdoctoral en la Universidad de Michigan State. "En este régimen energético particular, otros telescopios terrestres no podrían mirar al sol porque solo funcionan de noche", dijo. "El nuestro opera 24/7".

Además de funcionar de manera diferente a los telescopios convencionales, HAWC se ve muy diferente al telescopio típico.En lugar de un tubo equipado con lentes de vidrio, HAWC utiliza una red de 300 grandes tanques de agua, cada uno lleno con unas 200 toneladas métricas de agua. La red está ubicada entre dos picos de volcanes inactivos en México, a más de 4.000 metros sobre el nivel del mar.

Desde este punto de vista, puede observar las consecuencias de los rayos gamma que golpean el aire en la atmósfera. Tales colisiones crean lo que se llama duchas de aire, que son un poco como explosiones de partículas que son imperceptibles a simple vista.

La energía del rayo gamma original se libera y redistribuye entre nuevos fragmentos que consisten en partículas de menor energía y luz. Son estas partículas, y las nuevas partículas que crean en su camino hacia abajo, las que HAWC puede "ver".

Cuando las partículas de la lluvia interactúan con el agua en los tanques de HAWC, crean lo que se conoce como radiación Cherenkov que se puede detectar con los instrumentos del observatorio.

Los rayos gamma que observaron Nisa y sus colegas tenían alrededor de 1 billón de electronvoltios, o 1 teraelectronvoltio, abreviado 1 TeV. No solo fue sorprendente este nivel de energía, sino también el hecho de que estaban viendo tantos.

En la década de 1990, los científicos predijeron que el sol podría producir rayos gamma cuando los rayos cósmicos de alta energía (partículas aceleradas por una potencia cósmica como un agujero negro o una supernova) chocan contra los protones del sol. Pero, según lo que se sabía sobre los rayos cósmicos y el sol, los investigadores también plantearon la hipótesis de que sería raro ver que estos rayos gamma lleguen a la Tierra.

En ese momento, sin embargo, no había un instrumento capaz de detectar rayos gamma de tan alta energía y no lo habría por un tiempo. La primera observación de rayos gamma con energías de más de mil millones de electronvoltios provino del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA en 2011.

Durante los siguientes años, la misión Fermi demostró que estos rayos no solo podían ser muy energéticos, sino también que había siete veces más de ellos de lo que los científicos habían esperado originalmente. Y parecía que quedaban rayos gamma por descubrir a energías aún más altas.

Ahora, por primera vez, el equipo ha demostrado que las energías de los rayos del sol se extienden en el rango de TeV, hasta casi 10 TeV, que parece ser el máximo.

Actualmente, el descubrimiento genera más preguntas que respuestas. Los científicos solares ahora se rascarán la cabeza sobre cómo exactamente estos rayos gamma alcanzan energías tan altas y qué papel juegan los campos magnéticos del sol en este fenómeno, dijo Nisa.