Los
estallidos de azul brillante y verde en esta imagen de la Galaxia Fireworks (NGC 6946) muestran las
ubicaciones de fuentes extremadamente brillantes de luz de rayos X capturadas
por el observatorio espacial NuSTAR
de la NASA.
Fueron generadas
por algunos de los procesos más energéticos del universo, estas fuentes de
rayos X son raras en comparación con las muchas fuentes de luz visibles; en la
imagen de fondo.
Un nuevo
estudio, publicado en el Astrophysical Journal ,
ofrece algunas posibles explicaciones para la aparición sorpresa de la
fuente verde cerca del centro de la galaxia, que apareció y desapareció en
cuestión de semanas.
El
objetivo principal de las observaciones de NuSTAR era estudiar la supernova (la
explosión de una estrella mucho más masiva que nuestro Sol) que aparece como un
punto azul verdoso brillante en la esquina superior derecha.
Estos
eventos violentos pueden producir brevemente suficiente luz visible para
eclipsar galaxias enteras que consisten en miles de millones de
estrellas.
También
generan muchos de los elementos químicos en nuestro universo que son más
pesados que el hierro.
La gota
verde cerca del fondo de la galaxia no era visible durante la primera
observación de NuSTAR, pero estaba ardiendo al comienzo de una segunda
observación 10 días después.
El
Observatorio de rayos X Chandra de
la NASA observó después que la fuente, conocida como fuente de rayos X
ultraluminosos, o ULX, había
desaparecido con la misma rapidez. Desde entonces, el objeto ha sido
nombrado ULX-4 porque es el cuarto
ULX identificado en esta galaxia.
No se
detectó luz visible con la fuente de rayos X, un hecho que probablemente
descarte la posibilidad de que también sea una supernova.
"Diez días es un tiempo realmente
corto para que aparezca un objeto tan brillante", dijo Hannah Earnshaw, investigadora postdoctoral en Caltech en
Pasadena, California, y autora principal del nuevo estudio. "Por lo general, con NuSTAR, observamos
cambios más graduales a lo largo del tiempo, y no solemos observar una fuente
varias veces en rápida sucesión. En este caso, tuvimos la suerte de ver que una
fuente cambiaba extremadamente rápido, lo cual es muy emocionante".
Posible
agujero negro
El nuevo
estudio explora la posibilidad de que la luz provenga de un agujero negro que
consume otro objeto, como una estrella. Si un objeto se acerca demasiado a
un agujero negro, la gravedad puede separarlo, llevando los escombros a una
órbita cercana alrededor del agujero negro.
El
material en el borde interno de este disco recién formado comienza a moverse
tan rápido que se calienta hasta millones de grados e irradia rayos X. (En
comparación, la superficie del Sol, es de aproximadamente 10,000 grados
Fahrenheit, o 5,500 grados Celsius).
La mayoría
de los ULX suelen ser de larga duración porque son creados por un objeto denso,
como un agujero negro, que "se alimenta" de la estrella durante un
período prolongado de tiempo.
Las
fuentes de rayos X de corta duración o "transitorias", como ULX-4,
son mucho más raras, por lo que un solo evento dramático, como un agujero negro
que destruye rápidamente una pequeña estrella, podría explicar la observación.
Sin
embargo, ULX-4 podría no ser un evento único, y los autores del artículo
exploraron otras posibles explicaciones para este objeto. Una posibilidad:
La fuente de ULX-4 podría ser una estrella de neutrones.
Las
estrellas de neutrones son objetos extremadamente densos formados por la
explosión de una estrella que no fue lo suficientemente masiva como para formar
un agujero negro.
Con
aproximadamente la misma masa que nuestro Sol pero empaquetada en un objeto del
tamaño de una gran ciudad, las estrellas de neutrones pueden, como los agujeros
negros, atraer material y crear un disco de escombros que se mueve rápidamente. Estos
también pueden generar fuentes de rayos X ultraluminosos de alimentación lenta,
aunque la luz de rayos X se produce a través de procesos ligeramente diferentes
que en los ULX creados por agujeros negros.
Las
estrellas de neutrones generan campos magnéticos tan fuertes que pueden crear
"columnas" que canalizan el material hacia la superficie, generando
poderosos rayos X en el proceso. Pero si la estrella de neutrones gira
especialmente rápido, esos campos magnéticos pueden crear una barrera, haciendo
imposible que el material alcance la superficie de la estrella.
"Sería como intentar saltar a un
carrusel que gira a miles de kilómetros por hora", dijo Earnshaw.
El efecto
de barrera evitaría que la estrella sea una fuente brillante de rayos X, excepto
en aquellos momentos en que la barrera magnética podría tambalearse brevemente,
permitiendo que el material se deslice y caiga sobre la superficie de la
estrella de neutrones. Esta podría ser otra posible explicación para la
repentina aparición y desaparición de ULX-4.
Si la
misma fuente volviera a encenderse, podría respaldar esta hipótesis.
"Este resultado es un paso hacia
la comprensión de algunos de los casos más raros y más extremos en los que la
materia se acumula en los agujeros negros o las estrellas de neutrones", dijo Earnshaw.
NuSTAR es
una misión Small Explorer dirigida por Caltech y administrada por JPL para la Dirección de Misiones
Científicas de la NASA en Washington.
NuSTAR se
desarrolló en asociación con la Universidad Técnica Danesa y la Agencia
Espacial Italiana (ASI).
La nave
espacial fue construida por Orbital Sciences Corp. en Dulles, Virginia.
El centro
de operaciones de Misión de NuSTAR se encuentra en la Universidad de California
Berkeley, y el archivo de datos oficial se encuentra en el Centro de
Investigación del Archivo de Ciencias de la Astrofísica de Alta Energía de la
NASA.
ASI
proporciona la estación terrestre de la misión y un archivo
espejo. Caltech gestiona JPL para la NASA.
Para leer
más sobre la misión NuSTAR de la NASA, aquí:
Fuente: JPL – Jet Propulsion Laboratory - NASA
– Caltech –
04. septiembre.2019
Traducción
libre de Soca