27/05/2013 - Miden la escurridiza luz del fondo extragaláctico

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Si se conociera la luz emitida por todas las galaxias del universo observable durante toda la historia cósmica, los astrónomos podrían conocer muchísimo más sobre la formación y evolución de las galaxias, y aportar así información clave sobre la historia de la expansión del Universo. Sin embargo, medir esta luz —conocida como luz de fondo extragaláctico (EBL)— no es una tarea sencilla. El hecho de que la Tierra se encuentre dentro del Sistema Solar hace sumamente difícil que los telescopios terrestres y espaciales puedan medir con fiabilidad la EBL. Además, los estudios que se realizan en la actualidad podrían estar omitiendo información sobre galaxias apenas visibles y otras fuentes.

Un equipo de astrónomos ha aportado una ingeniosa solución para resolver las dificultades técnicas de medición de la EBL. En un reciente artículo, publicado en The Astrophysical Journal, proponen que una de las respuestas al problema de la medición de EBL reside en la medición de la atenuación (o debilitamiento) de los rayos gamma de muy alta energía de los "blazares", que son agujeros negros supermasivos localizados en los centros de las galaxias.

"La EBL sólo afecta a los fotones de rayos gamma que son más energéticos que aproximadamente treinta mil millones de electrovoltios, o 30 GeV", explica el autor principal del artículo, Alberto Domínguez, investigador de la Universidad de California Riverside y miembro del proyecto de investigación Consolider-Ingenio 2010 MultiDark que coordina la Universidad Autónoma de Madrid (UAM).

"Dicha atenuación se produce cuando los rayos gamma de alta energía de los blazares golpean los fotones EBL y producen electrones y positrones. Midiendo esta atenuación, podemos obtener una estimación total de la EBL", añade Domínguez.

Aplicando esta metodología a los blazares situados a diferentes distancias (o diferentes edades del Universo), Domínguez y sus colaboradores han sido capaces de medir la EBL de hace cinco mil millones de años.

Para ello han utilizado observaciones de blazares del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, así como una combinación de observaciones realizadas simultáneamente para los mismos blazares de los satélites de rayos X de la NASA Swift y Rossi X-ray Timing Explorer.

Estos satélites miden fotones de rayos gamma de baja energía, del tipo de los que son atenuados por la EBL. Las mediciones permitieron a los investigadores predecir la luminosidad no atenuada de los rayos gamma a energías más altas (más de 30 GeV).

Estas predicciones fueron comparadas con las detecciones realizadas por los telescopios Cherenkov, MAGIC, HESS y VERITAS, que proporcionan los datos de rayos gamma atenuados.

"Estos resultados nos han permitido también obtener información acerca de las propiedades del Universo, tales como su ritmo de expansión", afirma Francisco Prada, también miembro del proyecto Consolider MultiDark y firmante del trabajo.

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Referencia:
A. Domínguez, J. D. Finke, F. Prada, J. R. Primack, F. S. Kitaura, B. Siana, D. Paneque. Detection of the cosmic γ-ray horizon from multiwavelength observations of blazars

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Universidad Autónoma de Madrid

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