Agencias, Ciudad de México.- Una pila de panqueques de películas sensibles a la radiactividad llevadas a través del cielo por un globo ha tomado la imagen más precisa del haz de rayos gamma de una estrella de neutrones.
Para lograr esto, los investigadores de la Universidad de Kobe combinaron el método más antiguo para capturar la radiación radiactiva con las técnicas de captura de datos más recientes y un dispositivo inteligente de registro del tiempo.
Las estrellas brindan su luz sobre nosotros en el rango completo del espectro de la luz, desde los rayos infrarrojos hasta los rayos gamma. Para cada una de estas bandas, se necesitan diferentes equipos de detección.
Los más desaficantes son los rayos gamma –producto de alta energía de la fisión nuclear– porque su longitud de onda muy corta significa que no interactúan con la materia de la misma manera que otras formas de luz y, por lo tanto, no pueden desviarse con lentes o detectarse por sensores estándar. Por lo tanto, hay una brecha en nuestra capacidad para detectar la luz proveniente de objetos estelares fascinantes como las supernovas y sus restos.
Para resolver este problema, el astrofísico de la Universidad de Kobe, Aoki Shigeki, y su equipo recurrieron al primer material que se utilizó para detectar radiactividad: las películas fotográficas. “Nuestro grupo se ha centrado en la excelente capacidad de la película de emulsión para trazar rayos gamma con alta precisión y propuso que podría convertirse en un excelente telescopio de rayos gamma al introducir varias características modernas de captura y análisis de datos”, explica Aoki en un comunicado.
Basado en la alta sensibilidad de estas películas y un proceso novedoso, automatizado y de alta velocidad para extraer datos de ellas, la idea de los físicos fue apilar algunas películas para capturar con precisión la trayectoria de las partículas que el rayo gamma produce al impactar.
Pancake stack of films on a balloon most accurate gamma-ray telescope
Read more in the press release:https://t.co/j9yr6Sb7oY— Kobe University (@KobeU_Global) December 21, 2023
Para reducir la interferencia atmosférica, montaron la pila de películas en un globo de observación científico para elevarlo a una altura entre 35 y 40 kilómetros. Sin embargo, dado que un globo se balancea y gira en el viento, la dirección del “telescopio” no es estable, por lo que agregaron un conjunto de cámaras para grabar la orientación de la góndola en relación con las estrellas en cualquier momento.
Pero esto creó otro problema, porque como cualquiera que haya tomado una fotografía con una larga exposición sabe, la película fotográfica no registra el paso del tiempo y, por lo tanto, no es posible saber a qué momento ocurrió un impacto de rayos gamma. Para superar este problema, hicieron que las tres capas inferiores de la película se movieran hacia adelante y hacia atrás a velocidades regulares pero diferentes, al igual que las manecillas de un reloj. A partir de la dislocación relativa de las trazas en esas placas inferiores, podrían calcular el tiempo preciso del impacto y, por lo tanto, correlacionarlo con las imágenes de las cámaras.
Ahora han publicado la primera imagen resultante de esta configuración en la revista Astrophysical Journal. Es la imagen más precisa jamás producida del Púlsar Vela, una estrella de neutrones de giración rápida que proyecta un haz de rayos gamma en el cielo como un faro por la noche.
“Capturamos un total de varios billones de pistas con una precisión de 1/10,000 milímetros. Al agregar información de tiempo y combinarla con información de monitoreo de actitud, pudimos determinar ‘cuándo’ y ‘donde’ se originaron los eventos, con tal precisión que la resolución resultante fue más de 40 veces mayor que la de los telescopios de rayos gamma convencionales”, resumió Aoki.
Para la marca de tiempo, se procesaron marcas de tiempo de seguimiento. Se confirmaron importantes mejoras con respecto al experimento de 2015 y el correcto funcionamiento de todas las etapas. La resolución de tiempo de menos de un segundo, que fue suficiente para la resolución de imagen de 1° por encima de 100 MeV buscada en este experimento, se evaluó utilizando pistas de interacción hadrónica.
Para el monitor de actitud se procesó la determinación de actitud. El seguimiento complementario de la actitud se realizó mediante tres cámaras estelares separadas por 90° en azimut. Se logró la determinación de la actitud dentro del 98.9% del tiempo y una precisión suficiente en el monitoreo de la actitud dentro de 0fdg022.
フィルムの天文写真は古い は本当か?
×可視光 ○ガンマ線
×2次元画像 ○3次元飛跡
×地上・宇宙 ○気球高度https://t.co/iqRCmqEeY8https://t.co/D09yaTTth6— おんさ (@onsanai) December 21, 2023
