El Telescopio Fermi de Área Amplia resolvió los rayos gamma de alta energía de una extensa región alrededor de la galaxia activa Centauro A. La emisión corresponde a radioemisiones del gas a lo largo de millones de años luz, lanzados por el agujero negro supergigante de la galaxia. Este recuadro muestra una composición de óptica y rayos gamma de la galaxia y su ubicación en el mapa del cielo de un año de actividad de Fermi. Crédito: NASA / DOE / Colaboración LAT Fermi, Observatorio Capella.El Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA mapea los rayos gamma, una radiación que normalmente llega a tener 100 mil millones de veces la energía de las ondas de radio. Sin embargo, y para sorpresa de muchos astrofísicos, las plumas de Cen A ponen esto de manifiesto claramente en lo primeros 10 meses de datos del satélite . El estudio aparece en la edición del jueves de Science Express.
"Esto es algo que nunca hemos visto antes en los rayos gamma", dijo Teddy Cheung, un miembro del equipo de Fermi en el Laboratorio de Investigación Naval en Washington. "No sólo vemos los lóbulos de radio extendidos, también su producción de rayos gamma es más de diez veces mayor que su producción de radio." Si los telescopios de rayos gamma hubieran madurado antes que sus homólogos de radio, los astrónomos habrían clasificado a Cen A como una galaxia "de rayos gamma".
También conocida como NGC 5128, Cen A está situada a unos 12 millones de años luz de distancia, en la constelación de Centauro, y es una de las primeras fuentes de radio celestes identificada con una galaxia. "Una característica distintiva de las radiogalaxias es la presencia de gigantes estructuras emisoras de radio, de doble lóbulo, en torno a galaxias elípticas que de lo contrario se ven normales", dijo Jürgen Knödlseder, colaborador de Fermi en el Centro para el Estudio de la Radiación Espacial de Toulouse, Francia. "Cen A es un ejemplo de libro."
Los astrónomos clasifican Cen A como una galaxia "activa", un término aplicado a cualquier galaxia cuya región principal exhibe fuertes emisiones en diferentes longitudes de onda. "¿Lo que energiza estas emisiones es un bien alimentado agujero negro millones dede veces más masivo que nuestro sol", dijo Yasushi Fukazawa, un co-autor del estudio en la Universidad de Hiroshima en Japón. "El agujero negro de alguna manera desvía parte de la materia que cae hacia ella en dos jets dirigidos y opuestos fluyendo lejos del centro."
Abastecida de combustible por un agujero negro cuya masa se estima en cientos de millones de veces la del Sol, Cen A expulsa chorros de partículas magnetizados que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. A lo largo de decenas de millones de años, estos chorros hincharon dos burbujas gigantes llenas de campos magnéticos y partículas energéticas, que son los lóbulos de radio que vemos ahora. Las ondas de radio surgen de la espiral de electrones de alta velocidad presentes a través de los enredados campos magnéticos de los lóbulos.
Pero ¿de dónde vienen los rayos gamma, la forma de luz de más alta energía?
Todo el universo está lleno de radiación de baja energía, fotones de radio desde el fondo de microondas cósmica omnipresente, hasta el infrarrojo y la luz visible de las estrellas y galaxias. La presencia de esta radiación es la clave para entender los rayos gamma de Cen A.
"Cuando uno de estos fotones choca con una partícula extremadamente rápida en los lóbulos de radio, el fotón recibe un aumento en su energía, y se convierte en un rayo gamma", explicó el coautor Lukasz Stawarz, de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón en Sagamihara, Japón.
A pesar de que suena más como de billares que como de astrofísica, este proceso, llamado dispersión Compton inversa, es una manera común de producir rayos gamma cósmicos. Para Cen A, un aspecto especialmente importante es el caso donde los fotones del fondo cósmico de microondas rebotan en las partículas de mayor energía en los lóbulos de radio.
En docenas de galaxias activas, este proceso está probado que produce rayos X. Sin embargo, Cen A es el primer caso en que los astrónomos tienen pruebas sólidas de que los fotones de microondas pueden ser impulsados hasta energías de rayos gamma.
Fermi ha catalogado cientos de blazars y otros tipos de galaxias activas en su primer año. Antes que su misión finalice, el número puede llegar a varios miles. Pero debido a que Cen A está tan cerca, y es tan grande y vigorosa, puede ser que sólo esta galaxia activa se vea de esta manera.
Con Centauro A, Fermi se ha sacado el premio gordo.
El Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA es una asociación de astrofísica y de física de partículas, desarrollada en colaboración con el Departamento de Energía de EE.UU., junto con importantes contribuciones de instituciones académicas y socios en Francia, Alemania, Italia, Japón, Suecia y los EE.UU. El Nacional Radio Astronomy Observatory (NOAO) es una instalación de la Fundación Nacional de Ciencias operado bajo un acuerdo cooperativo por Associated Universities, Inc.
La gigantesca galaxia elíptica NGC 5128, mostrada aquí en la luz visible, alberga la fuente de radio conocida como Centauro A. Situada a 12 millones de años luz de distancia, es una de los galaxias activas más cercanas. Crédito: Observatorio de Capella 
La producción de rayos gamma de los lóbulos de Cen A supera su producción de radio por más de diez veces. Los rayos gamma de alta energía detectados por el Telescopio de Area Amplia Fermi son descritos como púrpura en esta composición de óptica y rayos gamma de la galaxia. Crédito: NASA / DOE / Colaboración LAT Fermi, Observatorio Capella. 
Se necesita la adición de datos de radio (naranja) para apreciar plenamente la escala de los lóbulos radioemisores gigantes de Cen A, que se extienden más de 1,4 millones de años luz. Rayos gamma del Telescopio de Area Amplia Fermi (morado) y una imagen de la galaxia en luz visible también se incluyen en esta composición. Crédito: NASA / DOE / Colaboración LAT Fermi, Observatorio de Capella, y Feain Ilana, Tim Cornwell, y Ekers Ron (CSIRO / ATNF), R. Morganti (ASTRON), y N. Junkes (MPIfR) Fuente:
Fermi Maps an Active Galaxy's 'Smokestack Plumes'
Por Francis Reddy, Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
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