Las ‘bandas’ de una supernova tienen pistas sobre un misterio cósmico:
Remanente de la supernova Tycho. Crédito: NASA/CXC/Rutgers/K.Eriksen y colaboradores/DSS
El descubrimiento de “bandas” de rayos-X en los restos de una supernova puede ayudar a los astrónomos a aprender cómo algunas de las partículas de mayor energía de nuestra galaxia alcanzan sus increíbles velocidades, sugiere un nuevo estudio.
El Observatorio Chandra de Rayos-X de la NASA detectó un patrón de rayos-X sorprendentemente regular en un conocido remanente de supernova llamado Tycho. Las nuevas observaciones proporcionan la primera prueba directa de que un evento cósmico puede propulsar partículas a energías 100 veces superiores que aquellas logradas por los aceleradores más potentes de la Tierra, dijeron los investigadores.
El hallazgo también puede ayudar a los científicos a calcular cómo se producen algunas de estas partículas súper-veloces, que se conocen como rayos cósmicos y bombardean constantemente la Tierra.
“Hemos visto muchas estructuras interesantes en remanentes de supernovas, pero nunca antes habíamos visto estas bandas”, dijo el líder del estudio Kristoffer Eriksen de la Universidad Rutgers en un comunicado. “Esto nos hace pensar mucho sobre qué sucede en la onda del estallido de esta poderosa explosión”.
Observando una estrella que ha explotado
El remanente de supernova Tycho se encuentra en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, aproximadamente a 13.000 años-luz de la Tierra en la constelación de Cassiopeia.
Se llama así en honor al astrónomo danés Tycho Brahe, quien informó de la observación de la supernova en 1572. El evento probablemente tuvo lugar cuando una estrella enana blanca aumentó tanto su masa que finalmente estalló en lo que se conoce como supernova de Tipo Ia, dijeron los investigadores.
Chandra escrutó el remanente de supernova durante más de 200 horas en 2009. Durante estas largas observaciones, la nave espacial captó algunas extrañas bandas de rayos-X en Tycho.
Estas bandas proporcionan apoyo para una teoría sobre cómo las estrellas en explosión aceleran partículas cargadas a energías increíbles, dijeron los investigadores.
Una onda de choque de supernova
Cuando una estrella explota, crea una onda de choque de rápido movimiento que se extiende a través del espacio. Las partículas cargadas de alta energía -tales como protones y electrones- pueden rebotar hacia delante y atrás en esta onda de choque, ganando energía en cada cruce.
Una teoría predice que, cerca de esta onda de choque de expansión, los campos magnéticos se vuelven muy entrelazados y los movimientos de las partículas cargadas extremadamente caóticos. Esto crea una compleja red de rayos-X, con algunos “agujeros” de baja emisión y algunos “muros” con gran cantidad de emisión.
Los investigadores piensan que las bandas de Tycho son pruebas de que esto es lo que está sucediendo.
Las bandas son probablemente los “muros” de la teoría; regiones donde los campos magnéticos están más entrelazados que en las áreas de alrededor, y donde el movimiento de las partículas es más turbulento. En estas áreas, los protones y electrones quedan atrapados y caen en espiral alrededor de las líneas de campo magnético; los electrones emiten grandes cantidades de rayos-X en el proceso, dijeron los investigadores.
Sin embargo, el patrón regular y casi periódico de las bandas de rayos-X era inesperado. No fue predicho por la teoría, dijeron los investigadores.
“Fue una gran sorpresa encontrar tal conjunto de bandas tan claramente ordenado”, dijo el co-autor Jack Hughes de Rutgers. “No esperábamos que apareciese tanto orden en un caos tan grande. Esto podría significar que la teoría está incompleta, o que hay algo que no comprendemos”.
Los investigadores publicaron sus resultados en febrero en la revista The Astrophysical Journal Letters.
Creando rayos cósmicos veloces
Las bandas también podrían ayudar a los investigadores a comprender cómo se generan algunos de los rayos cósmicos de mayor energía, los que son en mayor parte protones.
El espacio entre las bandas de rayos-X probablemente indica que las energías de los protones es aproximadamente 100 veces las que se alcanzan en el acelerador de partículas más potente de la Tierra, el Gran Colisionador de Hadrones, y que son equivalentes a los rayos cósmicos de mayor energía que se producen en nuestra galaxia, dijeron los investigadores.
Este resultado también apoya la teoría anterior, ya que los remanentes de supernova se han considerado desde hace mucho tiempo como un buen candidato para producir los rayos cómicos más energéticos de la Vía Láctea.
Los protones pueden alcanzar energías cientos de veces mayores que la de los electrones de más alta energía, pero dado que no irradian de manera eficiente rayos-X como los electrones, ha habido una falta de pruebas directas de esta aceleración de rayos cósmicos de protones en remanentes de supernova, dijeron los investigadores.
Los nuevos resultados apoyan la predicción de que los campos magnéticos en el espacio interestelar están muy amplificados en los remanentes de supernovas. La diferencia entre las estructuras observadas y predichas, sin embargo, indican que no pueden descartarse otras interpretaciones.
“Estamos emocionados por descubrir estas bandas, debido a que podrían permitirnos rastrear directamente, por primera vez, el origen de las partículas más energéticas producidas en nuestra galaxia”, dijo Eriksen. “Pero aún no cantamos victoria”.
Fuente Original: Cosmo Noticias
