"El Cosmos está constituido por todo lo que es, lo que ha sido o lo que será" Carl Sagan

30 noviembre 2009

Detectada radiación de rayos gamma proveniente de un microcuasar

El telescopio espacial Fermi de rayos gamma ha hecho la primera detección sin ambigüedad de rayos gamma de alta energía provenientes de un enigmático sistema binario conocido como Cygnus X-3. El sistema alberga una estrella masiva muy caliente junto a un objeto compacto que puede ser tanto una estrella de neutrones como un agujero negro que lanza al espacio chorros gemelos de materia emitiendo ondas de radio y que viajan a más de la mitad de la velocidad de la luz.

Imagen: NASA/ DOE/ Fermi LAT Collaboration (Pulsar para ampliar).

Los astrónomos llaman a estos sistemas microcuasares. Sus propiedades (fuerte emisión en un amplio rango de longitudes de onda, rápidos cambios de brillo y chorros en ondas de radio) recuerdan a versiones en miniatura de galaxias distantes (llamadas cuasares y blazares) cuya emisión se piensa que está alimentada por enormes agujeros negros.

“Cygnus X-3 es un microcuasar genuino y es el primero para el cual podemos probar emisiones de rayos gamma de alta energía”, dijo Stéphane Corbel de la Universidad Diderot, de Francia.

El sistema, detectado por primera vez en 1966 como una de las fuentes de rayos X más intensas del cielo, fue también una de las más tempranas en ser sugerida como fuente de rayos gamma. Los esfuerzos para confirmar aquellas observaciones ayudaron a dar un empuje al desarrollo de mejores detectores de rayos gamma, un legado que culmina con el telescopio de gran área LAT (Large Area Telescope) a bordo de Fermi.

En el centro de Cygnus X-3 hay una estrella masiva Wolf-Rayet. Con una temperatura superficial de 100000 C, o alrededor de 17 veces más caliente que el Sol, la estrella es tan caliente que su masa es lanzada al espacio en forma de un poderoso flujo llamado viento estelar. “En unos 100.000 años , este viento denso y rápido quita tanta masa de la estrella Wolf-Rayet como la que contiene el Sol”, dijo Robin Corbet, de la Universidad de Maryland, en el condado de Baltimore.

Cada 4,8 horas, la compañera compacta sumergida en un disco de gas caliente gira alrededor de la estrella. “Este objeto es más probablemente un agujero negro, pero no podemos descartar que se trate de una estrella de neutrones”, agregó Corbet.

El telescopio LAT de Fermi detectó cambios en el flujo de rayos gamma de Cygnus X-3 relacionados con el movimiento orbital de 4,8- horas de la compañera. La emisión más brillante de rayos gamma ocurre cuando el disco está en el punto más alejado de su órbita. “Esto sugiere que los rayos gamma surgen de interacciones entre electrones moviéndose rápidamente por encima y por debajo del disco y de la luz ultravioleta de la estrella”, explicó Corbel.

Cuando los fotones ultravioletas chocan con partículas moviéndose a una fracción apreciable de la velocidad de la luz, los fotones ganan energía y se vuelven rayos gamma. “El proceso se realiza mejor cuando un electrón energético que apunta hacia la Tierra sufre una colisión frontal con un fotón ultravioleta”, agrega Guillaume Dubus, del Laboratorio de Astrofísica, en Grenoble, Francia. “Y esto ocurre más a menudo cuando el disco está en el lado más lejano de su órbita”.

A través de procesos no totalmente comprendidos, parte del gas que debería caer al objeto compacto de Cygnus X-3 en cambio se escapa hacia afuera en un par de chorros estrechos y opuestos. Las observaciones de radio midieron el movimiento del gas dentro de estos chorros en más de la mitad de la velocidad de la luz.

Entre el 11 de octubre y el 20 de diciembre de 2008, y nuevamente entre el 8 de junio y el 2 de agosto de 2009, Cygnus X-3 fue inusualmente activa. El equipo encontró que las erupciones en las emisiones de rayos gamma del sistema eran precedidas por destellos en los chorros de radio por casi cinco días, sugiriendo fuertemente una relación entre ambos.

Los hallazgos, publicados en la edición electrónica de Science del 26 de noviembre de 2009, proveerá nuevo conocimiento acerca de cómo las partículas de alta energía se tornan aceleradas y cómo se mueven a través de los chorros.

Más información en: http://www.nasa.gov/

Vía El Mensajero de los Astros

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