El 15 de agosto, la Colaboración LST del CTAO y la Colaboración MAGIC publicaron resultados relevantes de las observaciones de OP 313, el blazar de muy alta energía más distante jamás registrado. El artículo, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, presenta observaciones detalladas realizadas con el prototipo Large-Sized Telescope (LST-1) y los telescopios MAGIC en el Observatorio del Roque de los Muchachos en La Palma, España.
Este estudio continúa el descubrimiento de la fuente en muy altas energías por el LST-1 en diciembre de 2023, anunciado en aquel momento mediante un Astronomer's Telegram (ATel). Las observaciones conjuntas de LST-1 y MAGIC capturaron un flujo de fotones de muy alta energía procedentes de una distancia de aproximadamente ocho mil millones de años luz. Al analizar estos rayos gamma, los científicos pudieron revelar información crucial sobre la luz de fondo extragaláctica (EBL, de sus siglas en inglés) y decodificar los complejos procesos de aceleración de partículas en el motor de esta galaxia distante.
Los blázares son núcleos galácticos activos excepcionalmente brillantes, galaxias alimentadas por un agujero negro supermasivo central. OP 313, en particular, se clasifica como un cuásar de radio de espectro plano, un tipo específico de blázar que se encuentra entre los emisores más potentes del Universo. Hace unos 11 mil millones de años, el Universo experimentó un periodo de máxima actividad conocido como Mediodía Cósmico, caracterizado por una intensa tasa de formación estelar y galáctica. A medida que esta fase se ralentizó y las galaxias maduraron, el Universo pasó a una etapa más tranquila, que continúa en la actualidad. Fue al comienzo de esta era cuando OP 313 emitió el potente estallido de rayos gamma de muy alta energía detectado por los telescopios LST-1 y MAGIC.
Mientras estos rayos gamma viajaban por el cosmos durante ocho mil millones de años, interactuaron con la luz de fondo extragaláctica EBL, un campo persistente de radiación emitido por objetos cósmicos a lo largo de la historia del Universo. Esta interacción atenúa la señal de rayos gamma mediante un proceso conocido como producción de pares. Cuando estos rayos gamma colisionan con la EBL, su energía se transforma en pares de partículas, específicamente un electrón y un positrón. Como resultado, el flujo original de rayos gamma de la fuente cósmica se reduce a lo largo de la distancia que recorre, lo que hace necesaria la utilización de instrumentos excepcionalmente sensibles para su detección.
Al analizar el conjunto de datos combinado de los telescopios LST-1 y MAGIC, junto con datos de menor energía de otras instalaciones, los autores obtuvieron restricciones estrictas sobre la densidad de la EBL y caracterizaron la variabilidad del flujo. Determinaron que la intensa emisión de rayos gamma fue impulsada por una población densa de electrones relativistas. En este denominado escenario leptónico, los electrones fueron acelerados a velocidades cercanas a la de la luz dentro de un chorro de plasma lanzado por el agujero negro supermasivo central de OP 313. Al colisionar con luz de menor energía que rodea al agujero negro, los electrones transfieren parte de su inmensa energía a los fotones, elevándolos a rayos gamma de muy alta energía.
"Cada nueva detección de objetos muy lejanos, cuya luz ha tardado miles de millones de años en llegar hasta nosotros, abre una nueva ventana para estudiar la luz de fondo extragaláctica y comprender cómo ha evolucionado el cosmos. Estas observaciones nos acercan a la época de máxima formación estelar cósmica. Con el inicio de las operaciones del CTAO previsto para los próximos años, esto es solo el principio", explica Mireia Nievas Rosillo, investigadora del IAC y autora de correspondencia del estudio.
El LST-1 es el prototipo de los Large-Sized Telescopes (LST), actualmente en fase de puesta en marcha en el emplazamiento CTAO-Norte en La Palma. El descubrimiento del blázar de muy alta energía más distante durante esta fase de puesta en marcha es una prueba del correcto rendimiento del telescopio. El 15 de octubre de este año, la subred completa de LST, que cuenta con tres telescopios adicionales, será inaugurada en La Palma por la Colaboración LST. Con la tarea de llevar la sensibilidad de baja energía del CTAO hasta los 20 GeV, las futuras observaciones de los LST permitirán ampliar el horizonte de rayos gamma y observar radiación extrema a distancias nunca alcanzadas.
| Las actuaciones del IAC con cargo al proyecto “Los Cuatro Large Size Telescopes (LST) del CTA-Norte en el ORM” de referencia ESFRI-2017-01-IAC-12, están financiadas por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICIU), cofinanciadas en un 85% con fondos Europeos de Desarrollo Regional (FEDER). Las actuaciones cuentan también con financiación del Gobierno de Canarias, a través de la Agencia Canaria de Investigación, Innovación y Sociedad de la Información (ACIISI), de la Consejería de Universidades, Ciencia e Innovación y Cultura. |
Artículo: "Detection of the distant quasar OP 313 with the first Large-Sized Telescope of CTAO", Astronomy & Astrophysics, 2026. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202558646
Contacto en el IAC:
Mireia Nievas Rosillo, mireia.nievas [at] iac.es (mireia[dot]nievas[at]iac[dot]es)
Alicia López Oramas, alicia.lopez [at] iac.es (alicia[dot]lopez[at]iac[dot]es)
