Astrofísica de altas energías
El universo es cuna de fenómenos extraños y exóticos, algunos de los cuales producen
radiación gamma, la forma más energética de radiación electromagnética.
Para que se produzca es necesario que en las fuentes se aceleren partículas, ya sea electrones o
núcleos atómicos, hasta velocidades cercanas a la de la luz. Estas partículas
aceleradas, mayoritariamente protones, forman los denominados rayos cósmicos, que llegan a la Tierra
desde todas las direcciones con energías muy diversas. Los rayos cósmicos de mayores energías
observadas llegan a tener diez millones de veces más energía que las alcanzadas en el Gran Colisionador
de Hadrones del CERN, en Ginebra.
La detección de los rayos cósmicos, cuyo origen es uno de los problemas aún no resueltos de la
astrofísica, y la detección de fotones gamma, permite el estudio de las condiciones del medio en el que
se producen. Entre los objetos astronómicos que presentan estos procesos se encuentran los agujeros negros,
las galaxias de núcleo activo, los remanentes de supernovas, las regiones de eyección de materia (jets)
y las erupciones de rayos gamma (GRB), entre otros.
En el IAFE se investiga algunos aspectos de esta rama de la astrofísica relativamente nueva, denominada
Astrofísica de Altas Energías, participando en varios proyectos y realizando tanto toma y análisis
de datos como modelado de procesos físicos en el universo. Se utilizan los datos del Observatorio Pierre Auger,
para el estudio de los rayos cósmicos más energéticos, y las observaciones de radiación
gamma del satélite Fermi y del experimento VERITAS, para el estudio de las regiones de emisión gamma en
fuentes galácticas y extragalácticas.
Se estudia el origen y naturaleza de los rayos cósmicos más energéticos por medio de técnicas
estadísticas especialmente desarrolladas. Estudiamos los blazares, un tipo particular de galaxia, analizando
los mecanismos de emisión gamma y fluctuaciones rápidas en sus jets. Se investigan los agujeros negros
desde el punto de vista astrofísico, ya sea como parte de sistemas de estrellas binarias o como núcleos
de galaxias, investigando cómo se originan y cómo afectan a su entorno. Las investigaciones
incluyen el estudio de las erupciones de rayos gamma que liberan una enorme cantidad de energía y que
probablemente ocurren con el nacimiento de un agujero negro estelar. Asimismo se investiga el origen de los sistemas
binarios que contienen agujeros negros,y los efectos de la materia y energía que éstos aportan a su
entorno sobre la evolución de las galaxias y del Universo mismo.
Se investiga también la existencia de hipotéticos agujeros negros, cuyas masas serían cientos
a miles de veces más grandes que la del Sol, y que se habrían formado en el centro de los
cúmulos estelares densos.
