Los astrónomos han descubierto una vasta nube de partículas de alta energía llamada nebulosa del viento alrededor de una rara estrella de neutrones ultra-magnéticos, o magnetar, por primera vez. El hallazgo ofrece una ventana única a las propiedades, el medio ambiente y la historia de estallidos de los magnetares., que son los imanes más fuertes del universo.
Una estrella de neutrones es el núcleo triturado de una estrella masiva que se quedó sin combustible, colapsó por su propio peso y explotó como una supernova. Cada una comprime la masa equivalente de medio millón de Tierras en una bola de solo 12 millas 20kilómetros de ancho o aproximadamente la longitud de la isla de Manhattan de Nueva York. Las estrellas de neutrones se encuentran más comúnmente como púlsares, que producen radio, luz visible, rayos X y rayos gamma en varios lugares de los campos magnéticos circundantes. Cuando un púlsar hace girar estosregiones en nuestra dirección, los astrónomos detectan pulsos de emisión, de ahí el nombre.
Los campos magnéticos de púlsar típicos pueden ser de 100 mil millones a 10 billones de veces más fuertes que los de la Tierra. Los campos de magnetar alcanzan una fuerza mil veces más fuerte aún, y los científicos no conocen los detalles de cómo se crean. De unas 2.600 estrellas de neutrones conocidas, hastafecha sólo 29 están clasificados como magnetares.
La nebulosa recién descubierta rodea una magnetar conocida como Swift J1834.9-0846 - J1834.9 para abreviar - que fue descubierta por el satélite Swift de la NASA el 7 de agosto de 2011, durante un breve estallido de rayos X. Los astrónomos sospechan queEl objeto está asociado con el remanente de supernova W41, ubicado a unos 13.000 años luz de distancia en la constelación de Scutum hacia la parte central de nuestra galaxia.
"En este momento, no sabemos cómo se desarrolló J1834.9 y continúa manteniendo una nebulosa de viento, que hasta ahora era una estructura que solo se veía alrededor de púlsares jóvenes", dijo el investigador principal George Younes, investigador postdoctoral de la Universidad George Washingtonen Washington. "Si el proceso aquí es similar, entonces alrededor del 10 por ciento de la pérdida de energía rotacional de la magnetar está alimentando el resplandor de la nebulosa, que sería la eficiencia más alta jamás medida en un sistema de este tipo".
Un mes después del descubrimiento de Swift, un equipo dirigido por Younes echó otro vistazo a J1834.9 utilizando el observatorio de rayos X XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea ESA, que reveló un inusual resplandor torcido de unos 15 años luz de diámetro centradoen la magnetar. Nuevas observaciones de XMM-Newton en marzo y octubre de 2014, junto con datos de archivo de XMM-Newton y Swift, confirman este resplandor extendido como la primera nebulosa de viento jamás identificada alrededor de una magnetar. Un artículo que describe el análisis será publicado por El diario astrofísico.
"Para mí, la pregunta más interesante es, ¿por qué es este el único magnetar con una nebulosa? Una vez que sepamos la respuesta, es posible que podamos entender qué hace a un magnetar y qué hace a un púlsar ordinario", dijo el coautor Chryssa.Kouveliotou, profesor del Departamento de Física del Colegio Colombino de Artes y Ciencias de la Universidad George Washington.
La nebulosa de viento más famosa, impulsada por un púlsar de menos de mil años de antigüedad, se encuentra en el corazón del remanente de supernova de la Nebulosa del Cangrejo en la constelación de Tauro. Los púlsares jóvenes como este giran rápidamente, a menudo decenas de veces por segundo.La rotación rápida del púlsar y el fuerte campo magnético trabajan juntos para acelerar los electrones y otras partículas a energías muy altas. Esto crea un flujo de salida que los astrónomos llaman viento púlsar que sirve como fuente de partículas que se forman en una nebulosa de viento.
"Hacer una nebulosa de viento requiere grandes flujos de partículas, así como alguna forma de reprimir el flujo de salida para que no fluya hacia el espacio", dijo la coautora Alice Harding, astrofísica del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Creemos que la capa en expansión del remanente de supernova sirve como botella, confinando el flujo de salida durante algunos miles de años. Cuando la capa se ha expandido lo suficiente, se vuelve demasiado débil para contener las partículas, que luego se filtran y elnebulosa se desvanece ". Esto explica naturalmente por qué las nebulosas de viento no se encuentran entre los púlsares más antiguos, incluso los que provocan fuertes flujos de salida.
Un púlsar aprovecha su energía de rotación para producir luz y acelerar su viento púlsar. Por el contrario, un estallido de magnetar es impulsado por energía almacenada en el campo magnético superfuerte. Cuando el campo se reconfigura repentinamente a un estado de menor energía, estola energía se libera repentinamente en un estallido de rayos X y rayos gamma. Por lo tanto, aunque los magnetares pueden no producir la brisa constante de un viento púlsar típico, durante los estallidos son capaces de generar breves vendavales de partículas aceleradas.
"La nebulosa alrededor de J1834.9 almacena las salidas energéticas del magnetar durante toda su historia activa, comenzando hace muchos miles de años", dijo el miembro del equipo Jonathan Granot, profesor asociado en el Departamento de Ciencias Naturales de la Open University en Ra 'anana, Israel. "Representa una oportunidad única para estudiar la actividad histórica del magnetar, abriendo un campo de juego completamente nuevo para teóricos como yo".
El satélite XMM-Newton de la ESA fue lanzado el 10 de diciembre de 1999 desde Kourou, Guayana Francesa, y continúa realizando observaciones. La NASA financió elementos del paquete de instrumentos XMM-Newton y proporciona la Instalación de Observadores Invitados de la NASA en Goddard, que apoyauso del observatorio por astrónomos estadounidenses.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro de vuelos espaciales de la NASA / Goddard . Original escrito por Francis Reddy. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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