El cosmos cobra vida en una película a intervalos de todo el cielo realizada a partir de 14 años de datos adquiridos por el Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma de la NASA. Nuestro sol, que ocasionalmente destaca, traza serenamente un camino a través del cielo con el telón de fondo de fuentes de alta energía dentro de nuestra galaxia y más allá.
«El brillo brillante y constante de los rayos gamma de la Vía Láctea está marcado por intensas llamaradas de días de duración de chorros cercanos a la velocidad de la luz impulsados por agujeros negros supermasivos en los núcleos de galaxias distantes», dijo Seth Digel, científico senior del personal. en el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC en Menlo Park, California, quien creó las imágenes. «Estas dramáticas erupciones, que pueden aparecer en cualquier parte del cielo, ocurrieron hace millones o miles de millones de años, y su luz apenas llega a Fermi mientras observamos».
Los rayos gamma son la forma de luz de mayor energía. La película muestra la intensidad de los rayos gamma con energías superiores a 200 millones de electronvoltios detectados por el Telescopio de Gran Área (LAT) de Fermi entre agosto de 2008 y agosto de 2022. A modo de comparación, la luz visible tiene energías de entre 2 y 3 electronvoltios. Los colores más brillantes marcan la ubicación de fuentes de rayos gamma más intensas.
«Una de las primeras cosas que llama la atención en la película es una fuente que forma un arco constante a través de la pantalla. Ese es nuestro sol, cuyo movimiento aparente refleja el movimiento orbital anual de la Tierra a su alrededor», dijo la científica adjunta del proyecto Fermi, Judy Racusin, quien narra un recorrido de la película, en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
La mayor parte del tiempo, el LAT detecta débilmente el sol gracias a partículas aceleradas llamadas rayos cósmicos (núcleos atómicos que viajan cerca de la velocidad de la luz). Cuando chocan con el gas del sol o incluso con la luz que emite, se producen rayos gamma. A veces, sin embargo, el sol se ilumina repentinamente gracias a poderosas erupciones llamadas llamaradas solares, que pueden convertir brevemente a nuestra estrella en una de las fuentes de rayos gamma más brillantes del cielo.
La película muestra el cielo en dos vistas diferentes. La vista rectangular muestra todo el cielo con el centro de nuestra galaxia en el medio. Esto resalta el plano central de la Vía Láctea, que brilla en rayos gamma producidos por rayos cósmicos que chocan contra el gas interestelar y la luz de las estrellas. También está salpicado de muchas otras fuentes, incluidas estrellas de neutrones y restos de supernovas. Por encima y por debajo de esta banda central, estamos mirando fuera de nuestra galaxia y hacia el universo más amplio, salpicado de fuentes brillantes que cambian rápidamente.
La mayoría de ellas son en realidad galaxias distantes y se ven mejor desde una vista diferente centrada en los polos norte y sur de nuestra galaxia. Cada una de estas galaxias, llamadas blazares, alberga un agujero negro central con una masa de un millón o más de soles.
De alguna manera, los agujeros negros producen chorros de materia que se mueven extremadamente rápido, y en el caso de los blazares estamos mirando casi directamente hacia uno de estos chorros, una vista que realza su brillo y variabilidad.
«Las variaciones nos dicen que algo en estos aviones ha cambiado», dijo Racusin. «Observamos habitualmente estas fuentes y alertamos a otros telescopios, en el espacio y en la Tierra, cuando sucede algo interesante. Tenemos que ser rápidos para captar estas llamaradas antes de que se desvanezcan, y cuantas más observaciones podamos recopilar, mejor podremos Seremos capaces de entender estos eventos.»
Fermi desempeña un papel clave en la creciente red de misiones que trabajan juntas para capturar estos cambios en el universo a medida que se desarrollan.
Muchas de estas galaxias están extremadamente lejanas. Por ejemplo, la luz de un blazar conocido como 4C +21,35 ha estado viajando durante 4.600 millones de años, lo que significa que una llamarada que vemos hoy en realidad ocurrió cuando nuestro sol y nuestro sistema solar comenzaban a formarse. Otros blazares brillantes están a más del doble de distancia y juntos proporcionan sorprendentes instantáneas de la actividad de los agujeros negros a lo largo del tiempo cósmico.
En el lapso de tiempo no se ven muchos eventos de corta duración que Fermi estudia, como los estallidos de rayos gamma, las explosiones cósmicas más poderosas. Esto es el resultado del procesamiento de datos durante varios días para mejorar la nitidez de las imágenes.
El concepto del LAT se inventó en SLAC, el instrumento se ensambló y probó en SLAC, que también fue responsable de la electrónica y el software de vuelo, y SLAC continúa procesando datos recién descargados varias veces al día.
El Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi es una asociación de astrofísica y física de partículas gestionada por Goddard. Fermi fue desarrollado en colaboración con el Departamento de Energía de EE. UU., con importantes contribuciones de instituciones académicas y socios en Francia, Alemania, Italia, Japón, Suecia y Estados Unidos.
Con información de SLAC National Accelerator Laboratory
 de Fermi entre agosto de 2008 y agosto de 2022.){kind=link}