Telescopio Espacial de rayos gamma de FERMI de la NASA.

Póster de FERMI.

Este cartel resume la carrera hasta la fecha del Telescopio Espacial de Rayos Gamma de Fermi de la NASA. La imagen central es un mapa de todo el cielo a rayos gamma de longitudes de onda acumuladas durante seis años de operaciones. El cartel también muestra otros hallazgos de Fermi, incluyendo un púlsar en una ventana negra, las burbujas de Fermi que se elevan a miles de años luz del centro de nuestra galaxia, una llamarada gigante de rayos gamma de la Nebulosa del Cangrejo y muchos más. Crédito: NASA / Fermi / Universidad Estatal de Sonoma / A. Simonnet

DE QUÉ TRATA EL FERMI.

El Universo es el hogar de numerosos fenómenos exóticos y hermosos, algunos de los cuales pueden generar cantidades casi inconcebibles de energía. Los agujeros negros supermasivos, la fusión de las estrellas de neutrones, las corrientes de gas caliente que se mueven cerca de la velocidad de la luz ... estas son sólo algunas de las maravillas que generan la radiación de rayos gamma, la forma más energética de la radiación, miles de millones de veces más enérgica que el tipo de luz visible a nuestros ojos. ¿Qué está ocurriendo para producir tanta energía? ¿Qué sucede con el ambiente circundante cerca de estos fenómenos? ¿Cómo el estudio de estos objetos enérgicos añadir a nuestra comprensión de la naturaleza misma del Universo y cómo se comporta?

FERMI en órbita.
Imagen de autor.

El Telescopio Espacial de Rayos Gamma de Fermi, anteriormente GLAST (Gamma-ray Large Area Space Telescope), está abriendo este mundo de alta energía a la exploración y ayudándonos a responder a estas preguntas. Con Fermi, los astrónomos tienen finalmente una herramienta superior para estudiar cómo los agujeros negros, conocidos por extraer materia, pueden acelerar los chorros de gas hacia afuera a velocidades fantásticas. Los físicos pueden estudiar partículas subatómicas a energías mucho mayores que las observadas en los aceleradores de partículas terrestres. Y los cosmólogos están ganando valiosa información sobre el nacimiento y la evolución temprana del Universo. Este observatorio espacial de rayos gamma se bautizó como FERMI en honor a Enrico Fermi, un científico italo-americano pionero en el estudio de la física de alta-energía.

Para esta iniciativa única, que reúne a las comunidades de astrofísica y física de partículas, la NASA se ha asociado con el Departamento de Energía de Estados Unidos y sus instituciones en Francia, Alemania, Japón, Italia y Suecia. General Dynamics fue elegido para construir la nave espacial Fermi que fue lanzado el 11 de junio de 2008 a las 12:05 pm EDT.

Brevemente el FERMI.

El telescopio espacial de rayos gamma de Fermi es un observatorio espacial para energías de fotones de entre 8 keV a más de 300 GeV. Lanzado el 11 de junio de 2008, circunda la Tierra cada 96 minutos en una órbita de inclinación de 26 ° a una altitud de 535 km. Fermi lleva dos instrumentos científicos: el telescopio de área grande (LAT) y el monitor de ráfaga de rayos gamma (GBM). El observatorio funciona típicamente en un modo de sondeo, permitiendo una exploración del cielo entero del rayo-gamma cada dos órbitas.

El telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA es una asociación de astrofísica y física de partículas, desarrollada en colaboración con el Departamento de Energía de Estados Unidos y con importantes contribuciones de instituciones académicas y socios en Francia, Alemania, Italia, Japón, Suecia y Estados Unidos.

Algunos puntos destacados de la ciencia de Fermi.

• Descubrimiento de las burbujas de Fermi. - Las gigantescas estructuras emisoras de rayos gamma en nuestra galaxia de la Vía Láctea fueron producidas probablemente por una gran liberación de energía desde el agujero negro central hace varios millones de años.
• Revelación de que la Nebulosa del Cangrejo no es una fuente estable de rayos gamma. - Las llamaradas dramáticas con variabilidad sub-horaria indican que los sitios dentro de la nebulosa interna aceleran los electrones a las energías más altas asociadas con cualquier objeto cósmico conocido.
• Eliminación de algunos modelos populares de materia oscura - Fermi es el único experimento indirecto de materia oscura que establece restricciones en la aniquilación de Partículas Mayores (WIMP, Weakly Interacting Massive Partícula) hasta el límite esperado de las reliquias térmicas.
• Prueba de que los protones de rayos cósmicos pueden producirse en remanentes de supernova.  - Distintivo rayos gamma de la firma de la desintegración neutra pión confirma la hipótesis de que los protones pueden ser acelerados a las energías de rayos cósmicos en los remanentes.
• ¡Nueva visión del universo! - Factor de aumento de 10 en las fuentes de rayos gamma conocidas de 100 MeV a 300 GeV acompañado por un factor de 5 aumento en las clases de fuente de rayos gamma. - Habilitado el descubrimiento de ~ 1/3 de todos los pulsars conocidos del campo galáctico de milisegundos, sondas únicas de la física de la estrella de neutrones y adiciones significativas a ésos usados ​​para las búsquedas de la onda gravitacional con los arsenales del sincronismo del pulsar. - Descubrimiento de nuevas rayas gamma - Apoyo directo a la invariancia de Lorentz propuesta por Einstein (velocidad constante de luz para todas las energías).

Objetivos de la misión FERMI.

• Explorar los entornos más extremos del Universo, donde la naturaleza aprovecha energías mucho más allá de lo posible en la Tierra.
• Buscar signos de nuevas leyes de la física y lo que compone la misteriosa Materia Oscura.
• Explicar cómo los agujeros negros aceleran inmensos chorros de material a casi la velocidad de la luz.
• Ayuda a descifrar los misterios de las explosiones magníficamente poderosas conocidas como ráfagas de rayos gamma.
• Responder a preguntas a través de una amplia gama de temas, incluyendo las llamaradas solares, púlsares y el origen de los rayos cósmicos.
• Como parte de la misión de Fermi, se eligieron cuatro científicos interdisciplinarios (IDS) cuyos intereses científicos las observaciones de Fermi tendrán un impacto significativo. Ellos son: Charles Dermer, Brenda Dingus, Martin Pohl y Stephen Thorsett.

RESUMIENDO SEIS AÑOS DE TRABAJO.

Visión del cosmos en Rayos Gamma, FERMI.

Esta imagen de enero de 2016 está construida a partir de más de seis años de observaciones por el Telescopio Espacial FERMI de Rayos Gamma de la NASA. Este mapa es el primero en mostrar cómo todo el cielo aparece en energías entre 50 mil millones (GeV, giga electrón voltio) y 2 billones de electrones voltios (TeV, tera electrón voltio). Para la comparación, la energía de la luz visible cae entre 2 y 3 electrones voltios. Un resplandor difuso llena el cielo y es más brillante en el centro del mapa, a lo largo del plano central de nuestra galaxia. Las famosas Burbujas de Fermi, detectadas por primera vez en 2010, aparecen como extensiones rojas al norte y al sur del centro galáctico y son mucho más pronunciadas en estas energías. Las fuentes de rayos gamma discretas incluyen nebulosas del viento pulsar y restos de supernova dentro de nuestra galaxia, así como galaxias distantes llamadas blazars alimentadas por agujeros negros supermasivos. Las etiquetas muestran las fuentes de energía más altas, todas ubicadas dentro de nuestra galaxia y que emiten rayos gamma que exceden 1 TeV.

Créditos: NASA / DOE / Fermi LAT Colaboración