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El observatorio orbital de rayos gamma GLAST (Gamma-Ray Large Area Space Telescope) ya ha proporcionado su primer mapa en rayos gamma del cielo. Los científicos esperan descubrir nuevos púlsares, agujeros negros y otras fuentes de alta energía en nuestra galaxia gracias a este instrumento. También buscan pistas sobre una nueva Física.
La imagen revela en primer lugar el gas caliente de nuestra galaxia, que se muestra de canto sobre la horizontal de la imagen. Fue creada después de 95 horas de observaciones en lo que se pude definir como «primera luz» del telescopio LAT (Large Area Telescope’s), uno de los instrumentos con los que cuenta el observatorio. Con los observatorios anteriores se tardaron años en producir imágenes similares. Estos primeros resultados se han calificado como exitosos.
En el diseño, construcción y operatividad de este observatorio han colaborado y colaboran distintas instituciones. Fue puesto en órbita en junio pasado.
Ahora la NASA ha redenominado* el observatorio con el nombre Fermi Gamma-ray Space Telescope. El nuevo nombre es en honor a Enrico Fermi, pionero de la Física de Altas Energías. Fermi fue la primera persona en sugerir cómo las partículas cósmicas podrían se aceleradas hasta altas velocidades.
Durante estas semanas que han seguido al lanzamiento los científicos han estado calibrando este observatorio, único en su género, tanto el telescopio LAT como el Burst Monitor (GBM).
Los rayos gamma que emite el gas galáctico de la imagen se deben a las colisiones producidas por rayos cósmicos, que consisten en núcleos atómicos acelerados (generalmente protones). En la imagen también se ve como la nebulosa del Cangrejos y la de Vela, que son remantes de supernovas, brillan también en estas frecuencias. Se cree que en su interior hay estrellas de neutrones. Las estrellas de neutrones se manifiestan algunas veces como púlsares (como en estos dos casos) si se observan las radioemisiones. Se espera que este telescopio descubra más objetos de este tipo en el futuro, sobre todo estrellas de neutrones que no se manifiesten como púlsares.
Otro objeto brillante de la imagen se corresponde al blazar 3C 454.3, en la constelación de Pegaso y situado a 7100 millones de años luz de distancia de nosotros, fuera de la Vía Láctea. Se trata de una galaxia activa que tiene episodios en los que brilla fuertemente.
LAT puede tomar una imagen completa del cielo cada tres horas, algo que permite encontrar contrapartidas ópticas con telescopios en tierra de eventos de alta energía. Los telescopios terrestres pueden proporcionar la resolución espacial que GLAST no tiene. Como este tipo de eventos son breves, la rapidez en este tipo de investigación es fundamental.
Este instrumento puede detectar fotones en una gama que va de los 20 millones de electrónvoltios a 300000 millones de eV. El extremo de mayor energía es 5 millones de veces más energético que los rayos X utilizados en las radiografía dentales.
El otro instrumento, el GBM, ha revelado 31 estallidos de rayos gamma en el primer mes de observaciones. Se cree que los fenómenos más energéticos de este tipo se dan en explosiones de supernova o en colisión de estrellas de neutrones. La sensibilidad de este instrumento va de los 8000 a los 30 millones de eV.
Otra idea que se quiere poner a prueba con este observatorio es una predicción de los físicos teóricos según la cual quizás sea posible poner de manifiesto la escala de Planck de la Gravedad Cuántica. Si éstos tienen razón los fotones de alta energía deben de sentir el efecto acumulado de las fluctuaciones del espacio-tiempo a la escala Planck. El efecto sería muy pequeño, pero si el fotón viaja miles de millones de años luz el efecto se acumularía y se manifestaría como una velocidad diferente para fotones de distinta frecuencia (distinta energía). Esto sólo se notaría para fotones de alta energía como los gamma y se ha llamado «arco iris de gravedad». La confirmación de esta predicción** también significaría que la Relatividad Especial debería de ser corregida a determinados regímenes para poder acomodar este efecto. Las teorías que lo hacen se denominan DSR y son una buena promesa al triste panorama de una Física Teórica empantanada en las teorías de cuerdas. Añaden un postulado según el cual la longitud de Planck debe de mantenerse igual para observadores en cualquier sistema de referencia inercial. Si la longitud de Planck es la mínima distancia posible por definición no puede encogerse por contracción relativista y que sea menor.
En todo caso la posibilidad de utilizar el Universo como un amplificador de efectos mecánico cuánticos no deja de ser fascinante.
Fuentes y referencias:
Nota de prensa. [1]
Web de GLAST. [2]
Web del GLAST en Stanford. [3]
«The trouble with Physics» de Lee Smolin.
* Desde que hace unos pocos años la NASA adquirió el vicio, juega al despiste con el personal cambiando el nombre de sus misiones. Recordemos que se tardan años en diseñar, desarrollar y construir un de estas sondas, por lo que tienen tiempo de sobra para escoger un buen nombre desde el principio.
** Hay físicos teóricos que siguen haciendo ciencia y que no juegan demasiado con cuerdas.