El cel de raigs gamma extragalàctics

n una nit completament rasa, les estreles, els planetes i les galàxies inunden el cel amb la seua llum. El que veiem amb els nostres ulls és només una petita fracció del que emeten els cossos celestes. La radiació produïda per processos astrofísics cobreix un enorme ventall d’ener­gies. L’atmosfera terrestre és opaca a la majoria de l’espectre electromagnètic, però dues petites finestres, en els rangs òptic i de ràdio, permeten que la llum en aquestes freqüències passe i arribe al sòl.

Per a resoldre aquesta limitació observacional, s’han ubicat telescopis per a investigar la radiació infraroja, ultraviolada, de raigs X i de raigs gamma a bord de satèl·lits que orbiten la Terra. La radiació gamma representa la «llum» més energètica de l’espectre electromagnètic. Els fotons de raigs gamma tenen energies superiors a uns pocs MeV¹ i poden arribar fins i tot a superar els 100 TeV. Aquestes energies tan altes són produïdes per alguns dels processos més potents i violents de l’univers.

«La radiació gamma representa la “llum” més energètica de l’espectre electromagnètic i és produïda per alguns dels processos més potents i violents de l’univers»

Podem trobar emissors de raigs gamma a totes les escales: la Lluna i el Sol brillant del nostre Sistema Solar, les restes de supernoves, les binàries de gran massa i els púlsars de la nostra galàxia, així com els dolls relativistes produïts pels forats negres supermassius localitzats en galàxies actives a distàncies cosmològiques. Aquestes fonts discretes s’afegeixen a la radiació dispersa, composta principalment de dos elements: l’un omple el pla galàctic i és produït per les interaccions de raigs còsmics amb la matèria interestel·lar i el camp de radiació de la Via Làctia, mentre que l’altre –probablement d’origen extragalàctic– es distribueix isotròpicament pel cel i podria ser la brillantor col·lectiva de fonts dèbils que no es detecten de manera individual.

El cel de raigs gamma extragalàctics

Les galàxies són els principals blocs de construcció de l’univers. Els estels, el gas i la pols són responsables de l’emissió procedent de la galàxia en tot l’espectre electromagnètic, incloent-hi els raigs gamma, que es produeixen per la interacció de les partícules dels raigs còsmics –accelerades, per exemple, per les supernoves– amb el gas interestel·lar. No obstant això, aquesta emissió és molt dèbil i, fins ara, només s’ha detectat en Andròmeda i en el Gran i Petit Núvol de Magalhães.

A més de les tres galàxies del Grup Local (Andròmeda, Via Làctia i Galàxia del Triangle), Fermi-LAT va detectar emissions d’alta energia provinents d’un grapat de galàxies que presenten un brot estel·lar. En aquestes galàxies, el ritme a què es produeixen estels (i al qual aquests exploten) és molt major que en galàxies com la Via Làctia. Això es reflecteix en un major índex de supernoves i, per tant, de raigs còsmics, que són la base de l’emissió de raigs gamma.

Llig l’article sencer al web de Mètode

Monica Orienti és investigadora de l’Institut de Radioastronomia (INAF-IRA) de Bolonya (Itàlia). Va obtenir el seu doctorat en la Universitat de Bolonya treballant en l’emissió de ràdio a gran resolució angular de fonts extragalàctiques.