Integral descubre el origen de la emisión de alta energía desde la Nebulosa del Cangrejo

El hallazgo es un paso más hacia la resolución del rompecabezas que supone comprender cómo funcionan las estrellas de neutrones.

Gracias a los datos obtenidos por el observatorio de rayos gamma de la ESA, Integral, los científicos han podido localizar en qué zona de las proximidades del púlsar de la Nebulosa del Cangrejo son aceleradas las partículas a energías inmensas.

Emisión de alta energía desde la Nebulosa del Cangrejo

Credits: NASA/CXC/ASU/J. Hester et al.(for the Chandra image); NASA/HST/ASU/J. Hester et al. (for the Hubble image)

El hallazgo es un paso más hacia la resolución del rompecabezas que supone comprender cómo funcionan las estrellas de neutrones.

Los púlsares son estrellas de neutrones que rotan, y se sabe que aceleran las partículas a energías enormes, unas cien veces superiores a las que se logran en los más potentes aceleradores construidos por el hombre. Pero los científicos aún no saben exactamente cómo funcionan estos sistemas, y dónde son aceleradas las partículas.

Averiguarlo será ahora un poco más fácil, gracias a un grupo de investigadores del Reino Unido e Italia dirigidos por Tony Dean, de la Universidad de Southampton. El grupo ha estudiado luz polarizada de alta energía emitida por la Nebulosa del Cangrejo, uno de los objetos del espacio profundo más espectaculares de contemplar. 

La Nebulosa del Cangrejo es el resultado de una explosión de supernova que fue vista desde la Tierra el 4 de Julio de 1054. La explosión dejó tras de sí un púlsar con una nebulosa de partículas a su alrededor. El púlsar contiene la masa del Sol comprimida en un volumen de unos 10 Km de radio, que rota muy velozmente –unas 30 veces por segundo-, generando así poderosísimos campos magnéticos y acelerando las partículas. También se observa un chorro muy colimado alineado con el eje de rotación del púlsar, y una estructura en forma de rosquilla (o ‘toro’).

Así, se sabe que el Cangrejo acelera electrones, y posiblemente otras partículas, a velocidades muy altas, y produce así radiación de alta energía. Pero ¿dónde exactamente son aceleradas las partículas?

Observando en el corazón del púlsar con el espectrómetro de Integral (SPI), los investigadores llevaron a cabo un estudio detallado para analizar la polarización –o la alineación- de las ondas de energía de alta radiación procedentes del Cangrejo.

Los astrónomos analizaron datos de más de 600 observaciones individuales de la nebulosa, y vieron que la radiación polarizada está muy alineada con el eje de rotación del púlsar. Así pues, concluyeron que una parte importante de los electrones que generan la radiación de alta energía deben partir de una estructura muy organizada próxima al púlsar, dirigida muy probablemente desde los propios chorros. El descubrimiento permite a los investigadores descartar otras teorías que localizan el origen de esta radiación más lejos del púlsar.

Tony Dean ha comentado que el descubrimiento de este alineamiento –que también encaja con la polarización observada en luz visible- es impresionante. “Los hallazgos tienen implicaciones en múltiples aspectos de los aceleradores de alta energía, como el Cangrejo”, añadió.

“La detección de radiación polarizada en el espacio es muy compleja y rara, puesto que requiere instrumentación dedicada y un análisis en profundidad de datos muy complejos”, ha dicho Chris Winkler, Jefe Científico de Integral, de la ESA. “La capacidad de Integral de detectar radiación gamma polarizada, y, como consecuencia, de obtener resultados importantes como este, lo confirma una vez más como observatorio de primera clase”.

Nota a los editores:

Los resultados se publicaron el 29 de Agosto en la revista Science, en un artículo titulado ‘Polarized gamma-ray emission from the Crab’, por: A. J. Dean, D.J. Clark, V.A.McBride, A.J.Bird, A.B.Hill and S.E.Shaw (University of Southampton’s School of Physics and Astronomy); J.B. Stephen and L. Bassani (INAF-IASF, Bologna); and A. Bazzano and P. Ubertini (INAF-IASF, Roma).

Para más información:
Tony Dean, School of Physics and Astronomy,
Email: a.j.dean @ soton.ac.uk

John Stephen, Space Astrophysics Institute, INAF-IASF, Bologna
Email: stephen @ iasfbo.inaf.it

Pietro Ubertini, Space Astrophysics Institute, INAF-IASF, Roma
Email: pietro.ubertini @ iasf-roma.inaf.it

Christoph Winkler, ESA Integral Project Scientist
christoph.winkler @ esa.int

Vía: ESA Spain