Investigadores encuentran una fuente de rayos gamma en una pequeña galaxia cercana

Usando lóbulos gigantes de radiación gamma, un equipo internacional de investigadores ha descubierto una pequeña galaxia satélite de la Vía Láctea llena de materia oscura, pero cuyas emisiones son más probablemente el resultado de púlsares de milisegundos que lanzan partículas cósmicas, informa un nuevo estudio en. astronomía natural.

El centro de nuestra galaxia está expulsando un par de colosales burbujas de radiación gamma (las estructuras magenta de la Figura 1) que abarcan 50 000 años luz de diámetro. Descubierto con el telescopio espacial de rayos gamma Fermi hace unos 10 años, el origen de este fenómeno con forma de reloj de arena sigue sin estar claro.

Llamadas burbujas de Fermi, estos lóbulos de radiación están parcheados con algunas subestructuras enigmáticas de emisión de rayos gamma muy brillantes. Uno de los puntos más brillantes, llamado capullo de Fermi, está en el lóbulo sur (recuadro ampliado en la Figura 2) y originalmente se pensó que se debía a explosiones pasadas del agujero negro supermasivo de la galaxia.

Un equipo internacional de investigadores codirigido por el ex investigador del proyecto del Instituto Kavli para la Física y Matemáticas del Universo (Kavli IPMU) Oscar Macias (actualmente miembro de GRAPPA en la Universidad de Amsterdam) y profesor asociado de la Universidad Nacional de Australia Roland Crocker, y incluidos los científicos visitantes de Kavli IPMU Shunsaku Horiuchi y Shin’ichiro Ando, datos analizados Los telescopios espaciales GAIA y Fermi revelan que el capullo de Fermi se debe en realidad a la emisión de la galaxia enana de Sagitario.

Esta galaxia satélite de la Vía Láctea se ve a través de las burbujas de Fermi desde nuestra posición en la Tierra (Figura 1). Debido a su órbita cercana alrededor de nuestra galaxia y sus anteriores pasadas por el disco galáctico, ha perdido la mayor parte de su gas interestelar y muchas de sus estrellas han sido arrancadas de su núcleo en flujos alargados.

Dado que Sagitario estaba inactivo, sin gas ni viveros estelares, solo había unas pocas posibilidades para su emisión de rayos gamma, que incluyen: i) una población de incógnitas púlsares de milisegundos o ii) aniquilaciones de materia oscura.

Los púlsares de milisegundos son restos de ciertos tipos de estrellas, significativamente más masivas que el sol, que se encuentran en sistemas binarios cercanos, pero que ahora están explotando. partículas cósmicas debido a sus extremas energías de rotación. Los electrones disparados por púlsares de milisegundos chocan con fotones de baja energía del fondo cósmico de microondas, impulsándolos a una radiación gamma de alta energía.

Los investigadores demostraron que el capullo de rayos gamma podría explicarse por púlsares de milisegundos en la enana de Sagitario y, por lo tanto, perjudicar la explicación de la materia oscura.

Su descubrimiento arroja luz sobre los púlsares de milisegundos como aceleradores eficientes de electrones y positrones de alta energía, y también sugiere que procesos físicos similares pueden estar en marcha en otros satélites enanos. galaxias de la Vía Láctea.

“Esto es importante porque los investigadores de la materia oscura han creído durante mucho tiempo que un avistamiento de rayos gamma desde un satélite enano sería una firma indiscutible de la aniquilación de la materia oscura. Nuestro estudio obliga a reevaluar las capacidades de emisión de alta energía de los objetos estelares inactivos, como como galaxias esferoidales enanas y su papel como objetivos principales para materia negra investigación de aniquilación”, dijo Macías.

Los detalles de su estudio fueron publicados en astronomía natural 5 de septiembre