Por primera vez, una colaboración internacional de científicos, en la cual la BUAP tiene una participación relevante, ha detectado radiación de muy alta energía proveniente de un sistema estelar binario, ubicado dentro de nuestra galaxia, confirmando así que este sistema es un gran acelerador de partículas, similar al que se encuentra en el núcleo de las galaxias más poderosas. Tales observaciones han sido publicadas en la prestigiosa revista Nature, el pasado 4 de octubre.

El doctor Humberto Salazar Ibargüen, responsable del grupo de la BUAP que participa en esta colaboración internacional –el Observatorio HAWC, situado en las faldas del volcán Sierra Negra, a 4 mil 100 metros de altitud-, explica que la radiación proviene de un sistema binario llamado micro-cuasar SS 443, conformado por un hoyo negro, con una masa casi 16 veces mayor que la de nuestro Sol, y una estrella supergigante, de cerca de 40 masas solares. Estos orbitan muy cerca uno alrededor de la otra, a una distancia de un tercio de la que hay entre el Sol y Mercurio, lo que provoca que el hoyo negro engulle continuamente materia de su compañera y emite dos chorros de materia en direcciones opuestas, que viajan a un cuarto de la velocidad de la luz.

Las implicaciones de este descubrimiento en física fundamental son relevantes, opina el doctor Lorenzo Díaz, investigador de la BUAP y colaborador de HAWC.  Por una parte, conocer cómo operan los mecanismos de aceleración de las partículas elementales en ambientes estelares extremos: “Es de gran relevancia haber descubierto que las partículas, como el electrón, pueden alcanzar energías en ese sistema estelar binario mucho más altas que las de los aceleradores de partículas construidos en la Tierra”. Por otra, puede ayudar a entender el enigma de la materia oscura, que representa cerca de un cuarto del contenido de materia y de energía del Universo.

A su vez, el doctor Óscar Martínez Bravo, integrante del grupo de la BUAP en esta colaboración, plantea que los chorros de partículas altamente energéticas, también conocidos como jets, recorren distancias de unas cien veces de la que existe del Sol a la Tierra, casi de manera libre, en el caso de SS 433, hasta encontrar nubes de materia interestelar. “Al interaccionar con estas producen rayos gamma de alta energía, como los detectados en el Observatorio HAWC. Debido a esto se disipan formando grandes lóbulos que a su vez emiten rayos X y ondas de radio características. Este objeto produce su enorme energía de manera similar a un tipo de galaxia llamado activo, por lo que el estudio de SS 433 permite observar este proceso más detalladamente”.

Los rayos gamma viajan en línea recta a su destino. Los que llegan a la Tierra chocan con moléculas de la atmósfera produciendo nuevas partículas y rayos gamma de menor energía. Cada una de estas partículas interacciona con más materia de la atmósfera creando una cascada que viaja a casi la velocidad de la luz hacia la superficie terrestre. El estudio de estas cascadas de partículas secundarias y radiación es determinante para conocer las características de la radiación original, afirma el doctor Luis Villaseñor Cendejas, investigador de la BUAP y colaborador en el Observatorio HAWC, un instrumento de frontera construido en México para detectar rayos gamma de alta energía provenientes de objetos astronómicos, dentro y fuera de nuestra galaxia.