A descoberta de que as nebulosas que cercam os pulsares mais poderosos estão emitindo raios gama de ultra-alta energia poderia reescrever o livro sobre as origens galácticas dos raios. Pulsares estão girando rapidamente, estrelas colapsadas altamente magnetizadas rodeadas por nebulosas alimentadas por ventos gerados dentro dos pulsares.

"Aproveitamos o amplo campo de visão e as capacidades de pesquisa do High Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC) para pesquisar uma coleção de pulsares poderosos. Encontramos evidências significativas de que a emissão de raios gama de ultra-alta energia é um característica universal encontrada perto desses objetos, "disse Kelly Malone, astrofísico do grupo de Física Nuclear e de Partículas e Aplicações do Laboratório Nacional de Los Alamos e autor principal do novo estudo da Colaboração HAWC sobre radiação gama de pulsares.

A Colaboração HAWC compreende mais de 100 pesquisadores internacionais. Malone desenvolveu o algoritmo de estimativa de energia de raios gama que é usado no artigo e conduziu toda a análise.

A sabedoria convencional atribuiu emissões de raios gama de ultra-alta energia (mais de 56 teraeletronvolts) a fontes de neutrinos e raios gama chamados PeVatrons, que estão associados a esta aceleração de raios cósmicos carregados para energias petaeletronvolt. As energias são cerca de cinco vezes maiores do que as produzidas por aceleradores na Terra. Isso foi questionado quando, em 2020, a Colaboração HAWC lançou um catálogo de nove fontes de raios gama emitindo acima de 56 teraeletronvolts. Esse é o catálogo de fontes astrofísicas de maior energia já produzido. A equipe ficou surpresa ao descobrir que todas as fontes detectadas estavam perto dos pulsares mais poderosos já observados.

No novo jornal, a equipe procurou por sinais de raios gama de ultra-alta energia perto de pulsares extremamente poderosos.

"Descobrimos que a emissão de ultra-alta energia parece ser um recurso genérico para esses objetos. Os raios gama são provavelmente criados por interações no vento do pulsar. Isso nos permite criar uma imagem mais completa de como os raios gama mais energéticos já detectados são criados em nossa galáxia, "Malone disse." Agora que sabemos que as nebulosas do vento pulsar emitem essas energias, podemos nos concentrar em detectar mais deles com pesquisas mais longas e experimentos mais confidenciais. "

A Colaboração HAWC recentemente construiu uma atualização para o detector que é mais sensível aos raios gama de maior energia. Adicionalmente, o experimento planejado do Observatório de raios gama de campo amplo do sul (SWGO) será extremamente sensível acima de 50 teraeletronvolts e será capaz de realizar estudos detalhados de emissões associadas a pulsares.

O Observatório HAWC é composto por uma série de tanques cheios de água no alto dos flancos do vulcão Sierra Negra, em Puebla, México, onde a fina atmosfera oferece melhores condições para a observação de raios gama. Quando os raios gama atingem as moléculas na atmosfera, eles produzem chuvas de partículas energéticas. Quando algumas partículas em chuveiros de raios cósmicos viajam atingem a água dentro dos tanques do detector HAWC, eles produzem flashes de luz chamados radiação Cherenkov. Ao estudar esses flashes Cherenkov, os pesquisadores reconstroem as fontes das chuvas de partículas para aprender sobre as partículas que as causaram.

O papel, "Provas de que os raios gama de energia ultra-alta são um recurso universal próximo a Pulsares poderosos, "é publicado em The Astrophysical Journal Letters .