En lo alto de la meseta tibetana, los científicos midieron la luz más energética jamás vista. Estos fotones eran rayos gamma con energías que excedían los 100 billones de voltios de electrones, incluso uno tenía cerca de 500 billones de electroltones de energía. Anteriormente, solo se habían visto fotones con decenas de billones de voltios electrónicos.
Los científicos descubrieron que los fotones se habían originado en la Nebulosa del Cangrejo, un púlsar o un poderoso remanente de supernova que giraba a 6,523 años luz de distancia.
Los nuevos resultados se descubrieron con una parte de Tibetan Air Shower Array, un experimento que utiliza 36900 metros cuadrados de detectores para buscar partículas de alta energía como rayos cósmicos y rayos gamma. Cuando tales partículas golpean la atmósfera superior, crean duchas de partículas subatómicas secundarias que la matriz detecta. El aire enrarecido sobre el conjunto, que se encuentra a 4300 metros sobre el nivel del mar, permite que más partículas secundarias lleguen al suelo.
Al estudiar las duchas de partículas secundarias llamadas muones, los científicos pudieron trabajar hacia atrás para averiguar la energía y el origen de los rayos gamma entrantes que causaron las duchas. En un nuevo documento aceptado el 13 de junio de Physical Review Letters, los astrónomos que estudian estas lluvias de la Nebulosa del Cangrejo informaron 24 eventos causados por fotones con energías superiores a 100 billones de voltios de electrones. En comparación, las partículas de luz visible de nuestro sol solo tienen una energía de unos pocos electronvoltios.
"Es un resultado muy, muy importante", dijo a Live Science Felix Aharonian, profesor del Instituto de Estudios Avanzados de Dublín, que no participó en el nuevo trabajo. "Está de acuerdo con las expectativas en gran medida y podría tener muchas implicaciones porque ahora son resultados experimentales, no solo especulaciones teóricas".
Los resultados ayudan específicamente a los científicos a comprender cómo se crean esos fotones de alta energía, y si hay un límite a la cantidad de energía que pueden tener. Los científicos especularon que en este caso, los rayos gamma se habían acelerado a través de un proceso conocido como dispersión inversa Compton. Durante este proceso, los electrones de energía súper alta rebotan de los fotones de energía más baja, lo que les da una energía tremenda. Estos electrones en la Nebulosa del Cangrejo pueden haberse dispersado de los fotones de baja energía de la radiación de fondo cósmica, parte de la primera luz del universo.
"Sabíamos que la Nebulosa del Cangrejo era una fuente única en el universo", dijo Aharonian a Live Science. "Ahora vemos que sí, los electrones en la Nebulosa del Cangrejo se aceleran hasta 1000 trillones de electronvoltios".
Las ondas de choque en el entorno magnético en la nebulosa son probablemente responsables de acelerar los electrones a tales energías extremas. Si se confirma, esto agregaría la Nebulosa del Cangrejo a solo un par de otros púlsares propuestos en el centro de la galaxia, que se cree son capaces de acelerar los electrones en este grado.
