Utilizando el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA, un equipo de científicos ha identificado una nueva clase de objetos cósmicos que se comportan de manera distinta a cualquier otro observado previamente. Estos objetos, encontrados en otras galaxias, podrían ayudar a resolver no uno, sino dos enigmas de larga data en la astrofísica. Los misteriosos objetos emiten rayos X de energía inusualmente baja, pero niveles intensos de radiación ultravioleta. El descubrimiento fue publicado el miércoles en la revista Nature Astronomy.
“Nunca nos habíamos topado con un grupo de objetos que actúen así”, afirmó Mustafa Muhibullah, de la Universidad de Alabama, quien lideró el estudio. “Por supuesto, el siguiente paso fue tratar de averiguar qué son estas cosas”. Los investigadores hallaron un total de 84 de estas “fuentes de rayos X hipersuaves” —así llamadas porque emiten rayos X de muy baja energía— en seis galaxias diferentes, utilizando datos disponibles públicamente en el archivo de Chandra. Dos de las galaxias son espirales, M31 (la galaxia de Andrómeda) y M101 (la galaxia del Molinete), mientras que las otras cuatro son elípticas. Las fuentes fueron encontradas tanto en regiones de formación estelar activa como en áreas con estrellas más antiguas.
¿Cómo se detectaron estos objetos?
El equipo identificó las fuentes al encontrar objetos que aparecían en imágenes de Chandra tomadas a las energías de rayos X más bajas, pero desaparecían en imágenes de mayor energía. Esto significa que estos objetos emiten mucha más radiación de rayos X de baja energía que de alta energía. Dado que los rayos X de baja energía colindan con la radiación ultravioleta energética en el espectro electromagnético, los investigadores determinaron que estas fuentes también producen grandes cantidades de radiación ultravioleta energética.
No está claro qué tipo de objetos son responsables de esta emisión. El equipo cree que probablemente involucran un agujero negro, una estrella de neutrones o una enana blanca atrayendo material de una estrella compañera. El material arrancado de la estrella compañera se calienta y produce rayos X antes de caer sobre la enana blanca o la estrella de neutrones, o dentro del agujero negro. Tales sistemas binarios se han visto antes, pero no con una radiación ultravioleta tan brillante y rayos X de baja energía.
El descubrimiento sugiere que podría haber grandes poblaciones de sistemas binarios con radiación ultravioleta energética que han pasado desapercibidas hasta ahora. “Estas fuentes clandestinas de rayos X son en realidad algunos de los objetos más energéticos en las galaxias, y podrían estar resolviendo dos misterios cósmicos a la vez”, dijo Muhibullah.
Dos misterios cósmicos en la mira
Los científicos piensan que algunos sistemas de enanas blancas que atraen material de estrellas compañeras podrían eventualmente explotar como supernovas, conocidas como Tipo Ia, fundamentales para medir la expansión del universo. Estas supernovas jugaron un papel clave en el descubrimiento de que esta expansión se está acelerando. Los astrónomos han estado buscando las estrellas que se convierten en supernovas Tipo Ia durante muchos años, hasta ahora sin éxito.
“Si pudiéramos encontrar una manera de detectar estas explosiones de supernova Tipo Ia antes de que ocurran, sería realmente importante”, señaló el coautor Jimmy Irwin, también de la Universidad de Alabama. “Actualmente, las estudiamos después de que han explotado, y los astrónomos han tenido dificultades para entender qué es lo que realmente las enciende”.
El otro misterio que estas fuentes de rayos X hipersuaves podrían explicar es qué es lo que arranca los electrones del gas entre las estrellas en algunas galaxias. Esta eliminación de electrones es importante porque puede afectar la rapidez con que se forman las estrellas e influir en los ciclos de vida de las galaxias. Las estrellas masivas y calientes desempeñan un papel, pero no explican por completo qué está causando esta eliminación. Los intensos niveles de radiación ultravioleta de las fuentes de rayos X hipersuaves podrían jugar un papel vital.
¿Por qué no se habían encontrado antes?
Además de la emisión de rayos X de baja energía, que es muy difícil de detectar para los telescopios de rayos X, la radiación ultravioleta de alta energía es fácilmente absorbida por el gas de helio e hidrógeno que llena el espacio entre las estrellas, creando una barrera casi impenetrable. “Al revisar el archivo de Chandra, pudimos eliminar lo que solía ser un punto ciego para los telescopios”, dijo la coautora Rosanne Di Stefano, del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian. “Así fue como encontramos lo que parece ser una nueva clase de objetos cósmicos con cualidades notables”.
El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, gestiona el programa Chandra. El Centro de Rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
Para obtener más información sobre la misión Chandra de la NASA, visite: https://www.nasa.gov/chandra
Este comunicado incluye una imagen compuesta de la galaxia espiral M101, una de las seis galaxias identificadas que albergan una nueva clase de objetos misteriosos que emiten rayos X de energía inusualmente baja. En esta imagen compuesta, M101 se muestra de frente, con múltiples brazos en tonos púrpura que giran en espiral alrededor de un núcleo amarillo dorado. A lo largo y entre los brazos hay numerosos puntos diminutos en blanco y púrpura. La mayoría de esos puntos son pares de estrellas, pero siete de ellos son un misterio. Para los observadores casuales, los objetos inusuales son visualmente indistinguibles de los otros puntos de luz en la galaxia. Se incluye una versión anotada de la imagen compuesta en este comunicado, con círculos rojos alrededor de los puntos misteriosos para su fácil identificación. Estos puntos misteriosos se comportan como ninguna otra clase de objeto descubierto antes. Los curiosos objetos emiten rayos X de energía tan baja que, de hecho, producen grandes cantidades de radiación ultravioleta, ya que la radiación UV colinda con los rayos X en el espectro electromagnético. Al buscar en el archivo del Observatorio Chandra imágenes de galaxias con rayos X de baja energía, los científicos han encontrado un total de 84 de estos objetos repartidos entre M101 y otras cinco galaxias. Han bautizado a estos misteriosos objetos como “fuentes de rayos X hipersuaves”.
