Los misteriosos rayos gamma y los esquivos neutrinos podrían originarse en agujeros negros “casi inactivos”

Los misteriosos rayos gamma y los esquivos neutrinos podrían originarse en agujeros negros “casi inactivos”

Mundo, 29 sep 2021 (ATB Digital).- Hasta ahora no sabemos de dónde vienen la luz y las partículas más energéticas del Universo. Podemos rastrear algunos; pero hay más radiación gamma y neutrinos fluyendo a través del Universo de lo que alcanzamos a explicar. Ahora un estudio publicado en Nature Communications ha sugerido una idea novedosa: agujeros negros casi inactivos.

El equipo de la Universidad de Tohoku señala que eso podría explicar el exceso de rayos gamma “suaves” sin depender de electrones fríos (no térmicos), la cual siempre fue una explicación problemática, porque los electrones se termalizan en escalas de tiempo demasiado cortas para generar partículas de alto nivel energético.

Alta energía

Los rayos gamma y los neutrinos no son raros. La radiación gamma es la forma de luz más energética del Universo y ha sido detectada a energías extraordinariamente altas: el rango de teraelectronvoltios. Los neutrinos son partículas casi sin masa que fluyen a través del Universo y apenas interactúan con nada. También los hemos detectado a altas energías.

Para obtener estas energías, los fotones y partículas dentro de ellos requieren la presencia de un acelerador cósmico. Estos deberían ser objetos de alta energía, como restos de supernovas, o un agujero negro que devora material activamente. Pero incluso una vez tenido en cuenta estas fuentes de alta energía, todavía queda un exceso de rayos gamma en energías “suaves” más bajas. Además, resta un exceso de neutrinos difícil de explicar.

La explicación

Según el equipo de investigadores dirigido por el astrónomo Shigeo Kimura, el exceso puede provenir de agujeros negros supermasivos que están casi inactivos. Cuando un agujero negro supermasivo está activo, está rodeado por un inmenso disco de polvo y gas que se desvía lentamente hacia él.


Las inmensas fuerzas alrededor del agujero negro calientan el material en el disco de modo que resplandece en un rango de longitudes de onda electromagnéticas, incluida la radiación gamma.

Adicionalmente, algo de material se sifona alrededor del exterior del agujero negro en sus líneas de campo magnético. Éstos actúan como un acelerador, hacia los polos, donde se lanza hacia el espacio a un porcentaje significativo de la velocidad de la luz. Se cree que cada galaxia tiene un agujero negro supermasivo en su centro, pero no todos están activos.

Tenues agujeros negros

De acuerdo con Kimura y su equipo, el exceso de rayos gamma en el rango de energía más bajo (megaelectronvoltios en lugar de giga o teraelectronvoltios) podría ser producido por agujeros negros supermasivos. Estos acumulan masa a un nivel tan bajo que son demasiado tenues para nuestros telescopios aquí en tierra.

Ellos realizaron cálculos y descubrieron así cómo funcionaría. Aunque hay menos material arremolinándose alrededor de estos agujeros negros no activos, todavía hay algo, y todavía se calienta.

Incluso el plasma caliente podría alcanzar miles de millones de grados Celsius. Eso es lo suficientemente caliente como para generar radiación gamma en el rango de megaelectronvoltios, o lo que llamamos rayos gamma «suaves».

Dentro de este plasma, los protones pueden acelerarse a altas velocidades. Cuando éstos interactúan con la radiación y la materia, pueden generar neutrinos, lo cual también explica el exceso de neutrinos. Y hay suficientes de estos silenciosos agujeros negros supermasivos en el Universo para explicar al menos una proporción significativa de estas señales en exceso.

Fuente: Robotitus 

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