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Cygnus X-3 emite los fotones más energéticos jamás medidos, pero los 30 PeV son un cálculo

LHAASO midió fotones de 3.73 PeV en Cygnus X-3. Los 30 PeV de protones son una inferencia del modelo, no una medición.

por Patricia Rodriguez
A breathtaking view of the starry night sky featuring the Milky Way galaxy and countless stars.
Foto de Lucas Pezeta en Pexels

TL;DR:

  • LHAASO registró cinco fotones por encima de 1 PeV desde Cygnus X-3. Los dos mayores, de 3.73 y 3.08 petaelectronvoltios, son los más energéticos jamás atribuidos con seguridad a una fuente astrofísica.
  • La cifra de 30 PeV que recorrió los titulares no salió del detector: se deduce del modelo hadrónico. El artículo original pide protones con un corte por encima de 15 PeV y por debajo de unos 100.
  • La modulación de 4.8 horas, el dato que sostiene el titular de "una región tres veces el Sol", quedó en 3.2 sigma tras corregir por pruebas. El umbral de descubrimiento en física de partículas son cinco.

El observatorio chino LHAASO detectó desde el sistema binario Cygnus X-3 los fotones de rayos gamma más energéticos jamás asociados con seguridad a una fuente astrofísica: uno de 3.73 ± 0.41 PeV y otro de 3.08 ± 0.34 PeV. El trabajo de la colaboración LHAASO se publicó el 22 de julio de 2026 en National Science Review, según China Daily, y convierte a este microcuásar de la constelación del Cisne en el primer "super-PeVatrón" identificado dentro de la Vía Láctea. El Instituto de Física de Altas Energías de la Academia China de Ciencias lo difundió el 3 de agosto. Desde entonces la cifra que circula en la prensa es otra, 30 PeV, y esa no se midió.

Lo que sí se midió tiene detrás cuatro años y medio de exposición. El detector KM2A acumuló datos entre diciembre de 2019 y julio de 2024, en tres configuraciones distintas del arreglo, y encontró una fuente puntual en la posición exacta de Cygnus X-3 con una significancia de 9.6 sigma. La señal aparece solo por encima de los 100 TeV. Su espectro, con un índice de 2.18 ± 0.14, es el más duro que LHAASO ha visto en cualquier fuente de ultraalta energía. El fotón récord llegó a la Tierra en marzo de 2024, después de un viaje de casi treinta mil años, según el South China Morning Post.

"Cygnus X-3 puede acelerar partículas de rayos cósmicos hasta al menos 30 PeV", dijo Cao Zhen, investigador principal de LHAASO y académico de la Academia China de Ciencias.

Los 30 PeV no salieron del detector, salieron del modelo

Un observatorio de rayos gamma no ve protones. Ve la luz que producen los protones cuando chocan con algo, y en esa colisión el fotón se lleva aproximadamente la décima parte de la energía de la partícula que lo originó. De ahí sale el salto de 3.7 a decenas de PeV.

El mecanismo que propone el artículo es la producción de fotomesones: protones acelerados en la parte más interna del chorro relativista que golpean los fotones ultravioleta de la estrella Wolf-Rayet compañera. Los electrones quedan descartados de entrada, y esa parte del razonamiento sí es sólida: en un campo magnético de cientos de gauss pierden energía por sincrotrón antes de acercarse siquiera al PeV. Solo un protón sobrevive el trayecto.

La cifra exacta, en cambio, depende del modelo que se elija. El artículo concluye que la aceleración debe superar los 15 PeV, usa 50 PeV en su ejemplo de ajuste espectral y fija un techo alrededor de los 100 PeV, porque por encima de eso el propio campo magnético se tragaría los fotones. Los 30 PeV de Cao caben dentro de ese rango. Lo que no son es una lectura de instrumento, distinción que el sitio ya trató en otro terreno cuando IBM anunció ventaja cuántica verificable con estudios que seguían siendo preprints.

Conviene además desconfiar de la comparación con el Gran Colisionador de Hadrones, porque no cuadra entre fuentes. Tech Times atribuye al IHEP, vía Xinhua, una equivalencia de unas cien veces la energía máxima del LHC. RT, citando a Cao, publicó "más de 2,200 veces". China Daily habla de "cientos de veces". Cada número compara cosas distintas (el fotón o el protón, la energía por haz o la de colisión), y el artículo original no menciona al LHC ni una sola vez.

Arreglo de detectores de un observatorio de rayos cósmicos bajo un cielo nocturno estrellado
Imagen ilustrativa. LHAASO opera a 4,410 metros de altitud en Daocheng, provincia de Sichuan, sobre 1.36 kilómetros cuadrados de detectores · Foto de braincontour en Pexels

El reloj de 4.8 horas se quedó en 3.2 sigma

Aquí está el dato que casi nadie reportó. La periodicidad de 4.8 horas, que coincide con el periodo orbital del sistema, es el argumento que permite decir que la aceleración ocurre dentro del binario y no en un chorro lejano. Es la pieza que sostiene el titular de "la localización más precisa jamás lograda".

Y es la pieza más débil del conjunto. El análisis de verosimilitud contra la hipótesis de flujo constante dio una diferencia de test estadístico de 28.24, equivalente a 3.54 sigma. Una simulación Monte Carlo repetida más de 50 millones de veces confirmó 3.55. Al corregir por los tres esquemas de agrupamiento probados, la significancia final baja a 3.2 sigma. La colaboración lo escribe sin adornos en el propio artículo: esto "todavía no constituye una detección definitiva de la modulación orbital".

Tampoco es cierto, en sentido estricto, que LHAASO haya medido una región del tamaño de tres soles. Lo que el observatorio acotó por vía angular fue mucho más grueso: una extensión máxima de 0.085 grados, que a nueve kiloparsecs equivalen a 44 años luz. La escala compacta sale del argumento físico, no del mapa: si la emisión late con la órbita, tiene que producirse en la zona donde el binario mismo tiene sus dimensiones. Y ese argumento descansa en los 3.2 sigma.

⚠️
La periodicidad de 4.8 horas que aparece en casi toda la cobertura tiene una significancia de 3.2 sigma después de corregir por pruebas. En física de partículas el umbral de descubrimiento son 5 sigma. El propio artículo de la colaboración LHAASO advierte que todavía no constituye una detección definitiva.

Cygnus X-3 ya había engañado a la astronomía gamma en los ochenta

Esta fuente tiene antecedentes. Durante los años ochenta se publicaron varios reclamos de señales periódicas de rayos gamma en TeV y PeV procedentes de Cygnus X-3, hasta el punto de que Michael Hillas tituló un artículo en Nature en 1984 preguntando si el objeto era un acelerador monoenergético de 10¹⁷ eV. Los análisis críticos posteriores y los resultados nulos de instrumentos más sensibles echaron abajo aquel episodio. La comunidad lo archivó como una lección sobre entusiasmo prematuro.

Lo interesante es que el artículo de 2026 ofrece de paso una explicación de por qué pudo haber pasado. La fuente no acelera de forma continua: se prende y se apaga. Durante los estados de alta actividad definidos con datos de Fermi-LAT, la señal de LHAASO alcanza 11.5 sigma. En los estados bajos cae por debajo de dos, sin un solo fotón por encima de 0.4 PeV. La significancia de esa variabilidad entre estados es de 8.6 sigma, y ese, no el reloj orbital, es el resultado más robusto de todo el trabajo.

La Palma estrena en octubre el instrumento que puede resolverlo

Para el lector hispanohablante la historia tiene una continuación con fecha y dirección postal. El 15 de octubre de 2026 se inauguran los cuatro Large-Sized Telescopes del CTAO-Norte en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma, según anunciaron el Cherenkov Telescope Array Observatory y el Instituto de Astrofísica de Canarias en una rueda de prensa conjunta en mayo. El CTAO ofrecerá una resolución angular superior a la de LHAASO en la banda de ultraalta energía, justo lo que hace falta para mapear la estructura espacial de la emisión alrededor de Cygnus X-3.

El otro instrumento en camino se construye dentro del propio sitio de LHAASO: el arreglo LACT, de 32 telescopios, que apunta a resolver el chorro interno y separarlo de la Burbuja del Cisne. Esa burbuja es el segundo frente abierto del artículo, que sugiere que Cygnus X-3, y no el cúmulo estelar Cygnus OB2, podría ser el motor de esa enorme estructura gamma.

Queda una tercera vía de comprobación, y es la que más peso tendría. Si el mecanismo hadrónico es correcto, el sistema debe producir neutrinos con un flujo comparable al de los rayos gamma. Los neutrinos no los absorbe el campo ultravioleta de la estrella compañera, así que una detección los pondría del lado de los hechos y no de los modelos.

Preguntas rápidas sobre Cygnus X-3

¿Qué es un PeVatrón?

Un PeVatrón es una fuente astrofísica capaz de acelerar partículas de rayos cósmicos hasta un petaelectronvoltio, es decir, un millón de miles de millones de electronvoltios. Durante décadas se asumió que los restos de supernova de la Vía Láctea topaban cerca de ese valor. Cygnus X-3 lo superaría por un factor de treinta, de ahí la etiqueta de super-PeVatrón.

¿Cygnus X-3 tiene un agujero negro o una estrella de neutrones?

No se sabe, y llevan más de cincuenta años sin saberlo. El artículo de la colaboración LHAASO describe el objeto compacto como un agujero negro o una estrella de neutrones, sin decidirse. La respuesta importa porque los mecanismos de aceleración del chorro dependen de esa diferencia, y ninguna observación la ha zanjado.

¿Por qué LHAASO detecta estos fotones y otros telescopios no?

Su detector KM2A distingue las cascadas atmosféricas iniciadas por rayos gamma, pobres en muones, de las que producen los rayos cósmicos ordinarios. Por encima de 0.1 PeV rechaza el fondo con un factor superior a diez mil y conserva más del 80% de los eventos gamma, sobre 1.3 kilómetros cuadrados de superficie.

El propio artículo calcula que harían falta entre veinte y doscientos objetos como Cygnus X-3 para explicar todo el flujo de rayos cósmicos por encima del PeV que atraviesa la Vía Láctea. Con uno solo confirmado, y con la parte más citada del hallazgo todavía por debajo del umbral de descubrimiento, el trabajo que viene no es celebrar el récord sino encontrar a los otros diecinueve.

Fuentes: 1, 2, 3

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por Patricia Rodriguez

Solo puedo decir que soy una apasionada con todo lo que tiene que ver con el mundo Digital me encanta todo lo que es escritura, IA, Ediciones de Video Reels y más. Me considero una persona "DIVERGENTE"

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