Noticias MAGIC: Primer púlsar descubierto en rayos gamma de alta energía (Octubre 2008)

El telescopio de rayos gamma MAGIC ha detectado la emisión pulsada de más alta energía emitida por el pulsar situado en el centro de la famosa Nebulosa del Cangrejo.

La Nebulosa del Cangrejo se encuentra a unos 6000 años luz de la Tierra, en la Constelación de Tauro. Es el resto de una explosión de supernova que tuvo lugar en el año 1054. En su centro se encuentra el llamado pulsar del Cangrejo, una estrella de neutrones de unos 20 km de diámetro y poco más de una masa solar, resultado de la explosión de la estrella original. Su campo magnético es unos 10 billones de veces mas intenso que el de la Tierra. Esta estrella de neutrones rota 30 veces por segundo, emitiendo breves pulsos de luz (y de ahí el nombre de pulsar) a todas las longitudes de onda, desde ondas de radio y luz visible, pasando por los rayos X, hasta llegar a los rayos gamma. Los intensísimos campos magnéticos y gravitatorios presentes en los pulsares, hacen de estos objetos laboratorios únicos para estudiar el comportamiento de la materia bajo condiciones extremas, imposibles de reproducir en laboratorios terrestres.

De los casi 2000 pulsares conocidos, solo 7 han sido detectado en rayos gamma. Hace aproximadamente una década, el experimento especial EGRET constató la existencia de emisión pulsada hasta energías de unos 5 Gigaelectronvoltios proveniente del pulsar del Cangrejo, esto es, hasta energías unos mil millones de veces mayores que la de la luz visible. Ahora, MAGIC ha conseguido por primera vez la detección de rayos gamma procedentes de este pulsar hasta energías de 60 Gigaelectronvoltios. Estos resultados se presentan en el número de la revista Science del 16 de Octubre.

A pesar de que ya han pasado 40 años desde el descubrimiento del primer pulsar, el mecanismo responsable de la emisión pulsada en estos objetos es aún una cuestión abierta. Los diferentes modelos propuestos explican la emisión pulsada de rayos gamma como consecuencia de la aceleración de partículas en los intensos campos magnéticos de los pulsares, llegando éstas a alcanzar velocidades próximas a la de luz. Se desconoce con certeza dónde se encuentran las zonas capaces de acelerar partículas hasta energías tan elevadas. Podría ser que se sitúen junto a los polos de la estrella, o lejos de ésta, en la parte externa de la magnetosfera del pulsar. Queda también por esclarecer el mecanismo qué hace que la emisión gamma desaparezca por encima de una determinada energía. Para responder a estos interrogantes, los científicos han intentado durante años detectar los rayos gamma de mayor energía emitidos por un pulsar.

El telescopio MAGIC ha logrado detectar la emisión pulsada de rayos gamma por encima de 25 Gigaelectronvoltios del pulsar del Cangrejo, en una campaña de observación realizada en el invierno de 2007. La detección fue posible gracias a una mejora innovadora de la electrónica del telescopio que permitió disminuir el umbral de observación en un factor 2, lo que supone todo un avance dentro del campo de la astronomía gamma con telescopios terrestres. Además, MAGIC ha conseguido determinar la energía a partir de la cual la emisión del pulsar desaparece abruptamente, resultando ser ésta de unos 20 Gigaelectronvoltios. Un valor tan alto era inesperado, e indica que la emisión gamma ocurre lejos de la superficie de la estrella de neutrones. Este descubrimiento, que de por sí excluye uno de los tres modelos básicos de emisión de radiación pulsada, será crucial a la hora de revisar los modelos teóricos existentes hasta la fecha.

En MAGIC y dentro del campo de los pulsares, las instituciones españolas han jugado un papel relevante, iniciando ya en el 2001 los primeros estudios sobre la búsqueda de pulsares con MAGIC. Uno de los autores del trabajo publicado, el Dr. Marcos López, realizó su tesis doctoral en la universidad Complutense, siendo actualmente uno de los responsables del estudio de pulsares con MAGIC.