Los resultados de esta investigación fueron publicados ayer, 18 de mayo, en la revista Science

Los microcuásares son sistemas binarios de estrellas que se componen de una estrella normal, muy masiva, y un objeto compacto (muy denso) que puede ser bien una estrella de neutrones o un agujero negro orbitando alrededor de la estrella normal. Cuando ambas estrellas están suficientemente cerca, se produce transferencia de materia de la estrella masiva hacia el objeto compacto, debido a la atracción gravitatoria. Parte de esta energía se libera en forma de haces de partículas que viajan a velocidades cercanas a la de la luz, produciendo espectaculares emisiones de radiación. El telescopio MAGIC, instalado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma), del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha detectado rayos gamma de alta energía procedente de LS I +61 303, uno de los 20 microcuásares hasta ahora conocidos.

Cuásares a pequeña escala

El término “microcuásar” proviene de las similitudes entre este tipo de sistemas y los cuásares, que también presentan haces de partículas. Pero, en su caso, el objeto compacto es un agujero negro, con una masa un millón de veces mayor que la del Sol y que se encuentra en el centro de una galaxia. Por tanto, los microcuásares son versiones a escala reducida de los cuásares. Los fenómenos que rigen la vida de los haces de partículas se desarrollan en escalas de tiempo de años en los cuásares, pero de días o meses en los microcuásares, lo que hace a éstos más adecuados para la observación humana. Los microcuásares son también sospechosos de contribuir a la producción de rayos cósmicos cuyo origen, casi cien años después de su descubrimiento, sigue siendo un misterio.

El microcuásar LS I +61 303 ha sido observado usando el telescopio MAGIC (Major Imaging Gamma-ray Atmospheric Cherenkov). Las observaciones, realizadas entre octubre de 2005 y marzo de 2006, han revelado dos aspectos interesantes. Uno, que el LS I +61 303 emite rayos gamma de alta energía que alcanzan la Tierra a razón de aproximadamente uno por metro cuadrado al mes. Y otro, que la intensidad de la emisión de rayos gamma de LS I +61 303 varía con el tiempo. Las observaciones se realizaron durante varios ciclos orbitales del sistema binario, y se encontraron indicaciones de que el patrón de emisión se repite cada 26 días, precisamente el tiempo de duración de la órbita de la estrella de neutrones alrededor de la estrella masiva. Esto nos indica que los rayos gamma se producen por la interacción de los dos objetos que componen el sistema binario. El resultado también hace pensar que podríamos estar ante una propiedad inherente a este tipo de sistemas. Futuras observaciones de LS I +61 303 con MAGIC, junto con la interpretación teórica de los resultados presentes, ayudarán a esclarecer los mecanismos de producción de rayos gamma en microcuásares y en objetos astrofísicos con haces de partículas relativistas en general.

Telescopio de rayos gamma

MAGIC es el mayor telescopio de su clase, consta de un espejo de 17 m de diámetro e incorpora en su diseño numerosas innovaciones tecnológicas, que han hecho posible el presente descubrimiento. En su operación colaboran 130 científicos de España, Alemania, Italia, Suiza, Polonia, Finlandia, EEUU, Bulgaria y Armenia. Su finalidad es detectar los rayos gamma de alta energía (la radiación más energética que se conoce, y que se produce en los fenómenos más violentos del Cosmos, como por ejemplo en explosiones de supernova o en los cuásares). Detecta los rayos gamma de muy alta energía a través de las cortas ráfagas de luz que producen al penetrar en la atmósfera. Esto lo hace pese a que a la Tierra llegan menos de uno por metro cuadrado y por semana. Un segundo telescopio MAGIC está en fase avanzada de construcción a una distancia de 85 m del primero. Su operación conjunta aumentará aún más la capacidad de detectar rayos gamma.

La investigación que ha dado lugar a los resultados presentados se ha llevado a cabo en el Institut de Física d’Altes Energies (IFAE). Ha sido dirigida por los doctores Juan Cortina (Investigador Ramón y Cajal) y Javier Rico (Investigador Juan de la Cierva), y forma parte de la tesis doctoral de  Nuria Sidro (Profesora Asociada en la UAB), los tres pertenecientes al grupo que dirige el Dr. Manel Martínez  (Investigador Catedràtic del IFAE y portavoz de MAGIC durante varios años). Otros investigadores que han participado en este estudio son el Dr. Diego Torres (Ramón y Cajal en el Institut d’Estudis Espacials de Catalunya/Centro Superior de Investigaciones Científicas) y el grupo del Dr. Josep María Paredes (Profesor titular de la UB).

Nota de prensa en:
http://www.sciencemag.org/sciencexpress/recent.dtl
Más información en:
http://magic.ifae.es/LSI