En las profundidades del cosmos, un objeto enigmático emite rayos gamma con energías superiores a los 100 TeV, una intensidad muy por encima de lo que observamos típicamente. Descubierto en 2021 por el Observatorio de Lluvia de Alta Altitud (LHAASO), LHAASO J2108+5157 es diferente a cualquier cosa que hayamos encontrado en el cielo de rayos gamma de ultra alta energía. A pesar de ser una de las fuentes de radiación gamma más potentes detectadas, sigue envuelta en misterio, sin una contraparte identificable en ninguna de las longitudes de onda conocidas de la luz, radio, óptica o infrarroja.
La misteriosa naturaleza de LHAASO J2108+5157
LHAASO J2108+5157 fue detectado por primera vez por la colaboración LHAASO durante su extensa encuesta de rayos gamma de ultra alta energía en 2021. Se presenta como una fuente única, que ha sido identificada como emisora de rayos gamma con energías que superan los 100 TeV, pero que aún carece de una contraparte clara en otras longitudes de onda como la radio, la óptica o la infrarroja.
En astrofísica, las fuentes que emiten dicha radiación de alta energía suelen estar relacionadas con fenómenos específicos, como remanentes de supernova, nebulosas de viento de púlsar o núcleos galácticos activos. Sin embargo, LHAASO J2108+5157 rompe el molde, ya que no se ha encontrado ningún objeto que coincida con estas características típicas en sus proximidades. La distancia de la fuente también es desconocida, lo que complica aún más los esfuerzos para categorizarla y comprender su origen.
Como explican los autores del estudio:
“La ausencia de una contraparte clara en longitudes de onda de radio, óptica o infrarroja, junto con la viabilidad incompleta de los escenarios galácticos estándar y la distancia desconocida, convierte a LHAASO J2108+5157 en un misterio persistente.”
La falta de una contraparte fácilmente identificable en estas longitudes de onda significa que los métodos tradicionales para determinar el origen de la fuente son ineficaces, dejando a los astrónomos a oscuras sobre la verdadera naturaleza del objeto. Este enigma ha convertido a LHAASO J2108+5157 en uno de los objetos más desconcertantes del universo de alta energía.
El enfoque del equipo español: Investigación en la región del infrarrojo cercano
En un intento de resolver este acertijo, un equipo de astrónomos españoles, liderado por Josep Martí de la Universidad de Jaén, recurrió a observaciones en el infrarrojo cercano. La luz infrarroja cercana, al ser más larga que la luz visible pero más corta que las ondas de radio, a menudo revela características ocultas a los telescopios ópticos, como la presencia de nubes de polvo u objetos cósmicos débiles. Para su investigación, el equipo combinó conjuntos de datos de archivo con nuevas observaciones específicas del Observatorio del Calar Alto (CAHA) en España. Su objetivo era buscar cualquier estructura que pudiera proporcionar una pista sobre la naturaleza de la fuente de rayos gamma, centrándose en áreas donde pudieran existir fenómenos de alta energía conocidos, como remanentes de supernova u objetos productores de chorros.
A pesar de su exhaustivo estudio disponible en ArXiv, los resultados distaron mucho de ser concluyentes. Los investigadores buscaron características específicas comúnmente asociadas con fuentes de alta energía, como gas impactado o remanentes de supernova. Sin embargo, no se detectaron tales estructuras. Lo que sí encontraron fue una intrigante fuente de radio con una morfología bipolar extendida, que había sido propuesta previamente como un microquasar. Los microquasares, impulsados por agujeros negros de masa estelar, pueden emitir una fuerte radiación gamma, lo que los convierte en un candidato potencial para LHAASO J2108+5157. Sin embargo, un análisis más profundo reveló que esta fuente de radio no coincidía con las características esperadas de un microquasar galáctico.
La fuente de radio: ¿un microquasar o una galaxia no relacionada?
El descubrimiento de la fuente de radio despertó inicialmente el entusiasmo, ya que su estructura de chorro bipolar parecía sugerir que podría ser un microquasar, un objeto compacto con un agujero negro de masa estelar que acrecienta material de una estrella compañera. Se sabe que los microquasares emiten rayos gamma de alta energía, lo que los convierte en fuertes candidatos para explicar fuentes como LHAASO J2108+5157. Sin embargo, una investigación más profunda de las propiedades infrarrojas cercanas de este objeto descartó esta posibilidad. Los investigadores encontraron que su núcleo de acreción tenue y su morfología peculiar sugerían que la fuente de radio es probablemente una galaxia de radio de fondo no relacionada, no un microquasar.
Esta conclusión fue significativa porque ayudó a aclarar una posible vía de investigación, pero no los acercó a identificar la fuente de la radiación gamma. La hipótesis de la galaxia de radio significa que este objeto, aunque intrigante, no puede explicar los rayos gamma de ultra alta energía detectados por LHAASO. Como explican los investigadores, “Nuestro análisis no revela ninguna contraparte convincente dentro de la incertidumbre posicional, dejando a LHAASO J2108+5157 como un emisor enigmático de ultra alta energía que requiere observaciones más profundas”. Esta declaración enfatiza que, aunque el equipo ha avanzado, aún queda mucho por descubrir sobre la fuente.
Preguntas sin resolver y la necesidad de más observaciones
El fracaso en identificar una contraparte clara para LHAASO J2108+5157 no es el final de la búsqueda; más bien, marca un punto de inflexión. Los hallazgos de este estudio han profundizado el misterio, destacando la complejidad de comprender los objetos astrofísicos de alta energía. La ausencia de una contraparte conocida en todas las longitudes de onda deja claro que LHAASO J2108+5157 es diferente a cualquier otra fuente de rayos gamma descubierta hasta ahora. Su emisión de ultra alta energía sugiere que podría pertenecer a una clase completamente nueva de objetos astrofísicos o que se trata de un fenómeno en una etapa de evolución muy distante o poco comprendida.
Los investigadores concluyen que “se requieren observaciones más profundas y exhaustivas para resolver el rompecabezas”, enfatizando la importancia de la exploración continua. A medida que nuevas tecnologías y telescopios más potentes entren en funcionamiento, la comunidad científica sin duda revisitará LHAASO J2108+5157 con la esperanza de finalmente descifrar su código cósmico. Este misterio en curso sirve como recordatorio de cuánto queda aún por aprender sobre el universo, y de cómo, a veces, cuanto más descubrimos, más preguntas surgen.
