El universo, nos dicen la mayoría de los cosmólogos, comenzó con una explosión. ¿Cuánta luz ha producido el universo desde que nació, hace 13.8 mil millones de años?
Parece una respuesta difícil a primera vista. En el espacio, sin embargo, podemos rastrearlos. Cada partícula de luz irradiada por galaxias y estrellas todavía está viajando, por eso podemos mirar tan atrás en el tiempo con nuestros telescopios.
Un nuevo papel en el Revista Astrofísica explora la naturaleza de esta luz de fondo extragaláctica, o EBL. El equipo afirma que medir la EBL "es tan fundamental para la cosmología como medir la radiación de calor que queda del Big Bang (el fondo cósmico de microondas) en las longitudes de onda de radio".
Resulta que varias naves espaciales de la NASA nos han ayudado a entender la respuesta. Observaron el universo en cada longitud de onda de luz, desde largas ondas de radio hasta cortos rayos gamma llenos de energía. Si bien su trabajo no se remonta al origen del universo, da buenas mediciones durante los últimos cinco mil millones de años más o menos. (Aproximadamente la edad del sistema solar, por coincidencia).
Es difícil ver esta tenue luz de fondo contra el poderoso resplandor de las estrellas y galaxias hoy, casi tan difícil como ver la Vía Láctea desde el centro de Manhattan, dijeron los astrónomos.
La solución involucra rayos gamma y blazars, que son enormes agujeros negros en el corazón de una galaxia que producen chorros de material que apuntan hacia la Tierra. Justo como una linterna.
Estos blazars emiten rayos gamma, pero no todos llegan a la Tierra. Algunos, dijeron los astrónomos, "golpean un desventurado fotón EBL en el camino".
Cuando esto sucede, el rayo gamma y el fotón desaparecen y producen un electrón cargado negativamente y un positrón cargado positivamente.
Más interesante aún, los blazares producen rayos gamma a energías ligeramente diferentes, que a su vez son detenidos por los fotones EBL a diferentes energías.
Entonces, al descubrir cuántos rayos gamma con diferentes energías son detenidos por los fotones, podemos ver cuántos fotones EBL hay entre nosotros y los blazars distantes.
Los científicos acaban de anunciar que podrían ver cómo la EBL cambió con el tiempo. Mirar más atrás en el universo, como dijimos anteriormente, sirve como una especie de máquina del tiempo. Entonces, cuanto más atrás veamos desaparecer los rayos gamma, mejor podremos mapear los cambios de EBL en épocas anteriores.
Para ser técnico, así es como lo hicieron los astrónomos:
- Comparó los hallazgos de rayos gamma del telescopio espacial de rayos gamma Fermi con la intensidad de los rayos X medidos por varios observatorios de rayos X, incluido el Observatorio de rayos X Chandra, la Misión de ráfaga de rayos gamma Swift, la Rossi X- Ray Timing Explorer y XMM / Newton. Esto permitió a los astrónomos descubrir cuáles eran los brillos de los blazares a diferentes energías.
- Comparando esas medidas con las tomadas por telescopios especiales en el suelo que pueden observar el "flujo de rayos gamma" real que la Tierra recibe de esos blazars. (Los rayos gamma se aniquilan en nuestra atmósfera y producen una lluvia de partículas subatómicas, algo así como un "boom sónico", llamado radiación de Cherenkov).
Las mediciones que tenemos en este documento son tan lejanas como podemos ver en este momento, agregaron los astrónomos.
"Hace cinco mil millones de años es la distancia máxima que podemos sondear con nuestra tecnología actual", afirmó el autor principal del artículo, Alberto Domínguez.
“Claro, hay blazars más lejos, pero no podemos detectarlos porque los rayos gamma de alta energía que emiten están demasiado atenuados por EBL cuando nos llegan, tan debilitados que nuestros instrumentos no son lo suficientemente sensibles como para detectarlos. . "
Fuente: Centro de AstroComputing de alto rendimiento de la Universidad de California
