Una señal ha recorrido el universo durante unos 8.000 millones de años y ha terminado golpeando la atmósfera sobre La Palma. Para entonces, el lugar desde el que partió había cambiado, incontables estrellas habían nacido y muerto y todavía faltaban más de 3.000 millones de años para que apareciera el Sistema Solar.
Lo curioso es que los astrónomos no solo estaban interesados en los rayos gamma que consiguieron llegar. Necesitaban descubrir cuáles faltaban.
Un faro encendido antes de que existiera la Tierra
OP 313 es un blázar situado a un corrimiento al rojo de 0,997. En el centro de su galaxia hay un agujero negro supermasivo que absorbe materia y lanza dos enormes chorros de plasma. Uno de ellos está orientado casi directamente hacia nosotros, haciendo que la fuente parezca especialmente brillante.
La emisión fue detectada inicialmente por el prototipo LST-1 en diciembre de 2023 y confirmada mediante observaciones de los telescopios MAGIC, instalados también en el Observatorio del Roque de los Muchachos. El estudio publicado en Astronomy & Astrophysics lo identifica como el blázar más distante observado hasta ahora en rayos gamma de muy alta energía.
La distancia permite poner el hallazgo en perspectiva. La NASA calcula que el Sistema Solar se formó hace unos 4.600 millones de años. Los fotones de OP 313 ya llevaban más de 3.000 millones de años viajando cuando comenzaron a formarse el Sol y los planetas.
El destello tampoco fue discreto: las mediciones del telescopio espacial Fermi indican que el flujo de alta energía llegó a ser unas 50 veces superior al nivel medio registrado para esta fuente.
El espacio aparentemente vacío está lleno de luz
Los rayos gamma no cruzaron un universo completamente oscuro. Entre OP 313 y la Tierra existe un débil resplandor denominado luz de fondo extragaláctica o EBL. Está compuesto por la radiación ultravioleta, visible e infrarroja emitida por estrellas, galaxias y núcleos activos a lo largo de la historia cósmica.
Es demasiado tenue y está demasiado contaminado por fuentes cercanas para medirlo directamente con facilidad. Pero tiene una propiedad útil: puede destruir rayos gamma.
Cuando un fotón gamma suficientemente energético choca con uno de esos fotones de menor energía, ambos desaparecen y su energía se transforma en un electrón y un positrón. La NASA compara este efecto con una niebla que va apagando progresivamente la luz de un faro lejano. Cuanto mayor es la distancia y la energía, más probable resulta la interacción.
Por eso encontrar rayos gamma tan energéticos procedentes de OP 313 era especialmente difícil. Muchos de sus compañeros nunca llegaron.
La información está en los fotones ausentes
Los investigadores combinaron las observaciones de LST-1 y MAGIC con datos de menor energía obtenidos por Fermi y otros instrumentos. Al reconstruir cómo debería ser el espectro original y compararlo con el recibido, pudieron calcular cuánto había sido absorbido durante el trayecto.
Esa diferencia establece nuevos límites sobre la densidad de la luz de fondo extragaláctica. En términos sencillos, los astrónomos utilizaron un agujero negro remoto como linterna y los rayos gamma perdidos como medida del espesor de la niebla cósmica.
El análisis también apunta a una población muy densa de electrones acelerados casi hasta la velocidad de la luz. Estos electrones habrían transferido energía a fotones cercanos al agujero negro hasta convertirlos en radiación gamma. Sin embargo, el modelo todavía no permite determinar si la luz original procedía principalmente del disco de acreción, de la región de líneas anchas o del toro de polvo.
El récord fue conseguido mientras LST-1 continúa funcionando como prototipo de la futura red CTAO. Según el Instituto de Astrofísica de Canarias, su sensibilidad permitió observar una fuente que hasta ahora se encontraba detrás del horizonte práctico de esta astronomía.
La Palma no solo ha recibido un mensaje anterior a la Tierra. Ha utilizado todo lo que el universo borró de ese mensaje para medir la luz dejada por estrellas que ya no existen.
