El acelerador de partículas más potente que conoce la ciencia no es un anillo de imanes superconductores en la Tierra, sino un par de estrellas en la constelación del Cisne. El observatorio chino LHAASO ha confirmado que el sistema binario Cygnus X-3 acelera partículas más allá del umbral de los 30 PeV, miles de veces por encima de las energías que puede producir el Gran Colisionador de Hadrones. Es la fuente de los fotones de mayor energía jamás observados.
Cygnus X-3 es una binaria de rayos X de alta masa: un objeto compacto, muy probablemente un agujero negro, que atrae una corriente de gas de una estrella compañera Wolf-Rayet. Es una de las únicas dos binarias conocidas de este tipo y es invisible a simple vista; brilla, en cambio, en las longitudes de onda de radio, infrarrojo, rayos X y rayos gamma. Los astrónomos la han clasificado desde hace tiempo como un microcuásar, una versión a pequeña escala de los chorros que se observan alrededor de los agujeros negros supermasivos.
En un artículo publicado en National Science Review, una colaboración liderada por el Instituto de Física de Altas Energías de la Academia China de Ciencias, junto con el Instituto Tsung-Dao Lee de Shanghái y el Observatorio Astronómico de Shanghái, reporta observaciones de LHAASO de intensos estallidos en la emisión gamma de ultra alta energía del sistema. Los estallidos se correlacionaron en el tiempo con la emisión en la banda de GeV, un millón de veces menor en energía: durante los períodos activos, tanto el satélite Fermi como LHAASO detectaron señales altamente significativas, mientras que LHAASO no observó nada durante los períodos de calma.
La sincronización de la señal contenía la pista clave. La emisión pulsaba con un período de 4,8 horas, que coincide con el período orbital de la binaria, lo que permitió al equipo ubicar el acelerador dentro de una región unas tres veces más ancha que el Sol. Es la localización más precisa jamás obtenida de un acelerador de ultra alta energía y convierte a Cygnus X-3 en el primer caso confirmado de un emisor de rayos gamma de ultra alta energía que varía con el tiempo.
El descubrimiento abre una nueva línea de la astronomía: la astronomía de dominio temporal de ultra alta energía, en la que los aceleradores cósmicos se estudian a medida que se encienden y se apagan, en lugar de como fuentes estáticas. También ofrece una nueva ventana a la física cerca de los agujeros negros, donde las partículas se impulsan hasta energías muy por encima de cualquier expectativa teórica para este tipo de sistemas. Los resultados tienen implicaciones para la astronomía de múltiples mensajeros, ya que los rayos cósmicos producidos en entornos extremos como este podrían algún día rastrearse hasta sus fuentes; la lista de autores incluye a Felix Aharonian, una figura destacada de la astrofísica de altas energías.
La detección pone de relieve al propio LHAASO. El observatorio, situado a 4.410 metros sobre el nivel del mar en Daocheng, Sichuan, ha estado captando cascadas atmosféricas producidas por rayos gamma y partículas cósmicas desde abril de 2019. Confirmar una fuente variable a energías de petaelectronvoltios, muy por encima de lo que la teoría predecía para esta clase de objetos, demuestra el nicho que cubren estos detectores de campo amplio: captar a los aceleradores más extremos del universo cuando estallan.
Fuentes: Variable super-PeVatron located in Cygnus X-3, opening a new window for ultra-high-energy time-domain astronomy (EurekAlert/Science China Press, 26 de julio de 2026); Cygnus X-3 confirmed as universe’s most powerful particle accelerator at 30 PeV: LHAASO (Interesting Engineering, 3 de agosto de 2026); Cygnus X-3 confirmed as universe’s most powerful particle accelerator at 30 PeV – LHAASO (MSN, agosto de 2026); China discovers universe’s most powerful particle accelerator (Qazinform/Xinhua, 2026)
Traducido por Alessandra