Los telescopios LST-1 y MAGIC, situados en el Observatorio del Roque de los Muchachos de La Palma, han detectado rayos gamma de muy alta energía procedentes de OP 313. La señal viajó durante aproximadamente 8.000 millones de años antes de alcanzar la Tierra y establece un nuevo récord de distancia para la observación de un blázar en este rango energético.
OP 313 presenta un corrimiento al rojo de z = 0,997 y pertenece a la clase de los cuásares de radio de espectro plano, algunas de las fuentes más potentes conocidas. La primera detección de sus rayos gamma de muy alta energía se produjo con LST-1 en diciembre de 2023. Las observaciones posteriores junto a MAGIC y otros instrumentos permitieron reconstruir con mayor precisión su actividad.
Un agujero negro orientado hacia la Tierra
Un blázar es un núcleo galáctico activo alimentado por un agujero negro supermasivo. Parte de la materia que lo rodea forma chorros de plasma que avanzan a velocidades próximas a la de la luz. Cuando uno de esos chorros apunta aproximadamente hacia la Tierra, su emisión parece especialmente intensa, lo que permite estudiar procesos físicos que ocurren a distancias extremas.
El análisis atribuye el destello de OP 313 a una población densa de electrones relativistas acelerados dentro del chorro. En el escenario leptónico descrito por los investigadores, esos electrones chocan con fotones de menor energía próximos al agujero negro y les transfieren parte de la suya. Los fotones alcanzan así el régimen de los rayos gamma de muy alta energía observado desde La Palma.
La emisión comenzó su viaje cuando el universo acababa de dejar atrás el llamado Mediodía Cósmico, un periodo de intensa formación de estrellas y galaxias. Observar OP 313 permite, por tanto, estudiar la actividad de un agujero negro supermasivo en una etapa mucho más temprana de la evolución cósmica. Es una perspectiva complementaria a imágenes como la galería de galaxias observadas en rayos X por Chandra.
La huella de 8.000 millones de años de viaje
Los fotones no atravesaron el espacio sin cambios. Durante el trayecto interactuaron con la luz de fondo extragaláctica, una radiación difusa acumulada por estrellas, galaxias y otros objetos a lo largo de la historia del universo. Esta luz funciona como una niebla para los rayos gamma más energéticos y atenúa progresivamente las señales procedentes de fuentes lejanas.
Cuando un rayo gamma colisiona con un fotón de esa luz de fondo, su energía puede transformarse en un electrón y un positrón mediante la producción de pares. El proceso reduce el flujo que finalmente llega a los telescopios. Detectar OP 313 a semejante distancia exige, por ello, instrumentos muy sensibles y un análisis conjunto capaz de separar la emisión original de los efectos acumulados durante el viaje.
Los datos combinados de LST-1 y MAGIC, complementados con observaciones de menor energía, han servido para imponer límites precisos a la densidad de la luz de fondo extragaláctica. También han permitido caracterizar la variabilidad del blázar, una información necesaria para distinguir los cambios propios de la fuente de la absorción causada por el espacio intergaláctico.
Por qué este récord importa
El resultado tiene una doble utilidad. Por una parte, ayuda a explicar cómo los agujeros negros supermasivos aceleran partículas hasta energías extremas. Por otra, convierte a OP 313 en una sonda de la radiación acumulada durante miles de millones de años, cuyo estudio aporta pistas sobre la evolución de estrellas y galaxias.
LST-1 es el prototipo de los Large-Sized Telescopes vinculados al futuro observatorio CTAO. El récord alcanzado junto a MAGIC anticipa la clase de fuentes remotas que podrán investigarse con una nueva generación de observatorios de rayos gamma. Cada detección ampliará el mapa del universo extremo y permitirá contrastar con mayor precisión cómo ha cambiado la luz intergaláctica desde épocas antiguas.
En términos prácticos, no se trata solo de haber captado una señal excepcionalmente lejana. La distancia convierte su debilitamiento en información científica medible: cuanto mejor se reconstruya la emisión de OP 313, con más precisión podrá estimarse qué encontró durante su recorrido y cómo era el cosmos que atravesó.
