Las nuevas observaciones de rayos X polarizados de la Nebulosa del Cangrejo y el Pulsar, publicadas hoy en Scientific Reports, pueden ayudar a explicar los brotes repentinos en la intensidad de los rayos X del Cangrejo, así como proporcionar nuevos datos para modelar y comprendernebulosa.
Desde que se observó por primera vez hace poco más de mil años, la Nebulosa del Cangrejo ha sido estudiada por generaciones de astrónomos. Sin embargo, nuevas observaciones de investigadores en Suecia muestran que este "faro cósmico" aún no ha revelado todos sus secretos.
Las observaciones de los investigadores de los rayos X polarizados de la Nebulosa del Cangrejo y el Pulsar, publicados hoy en Informes científicos , puede ayudar a explicar los brotes repentinos en la intensidad de rayos X del Cangrejo, así como proporcionar nuevos datos para modelar y comprender la nebulosa.
La polarización de los rayos X de cangrejo revela cómo y dónde se producen en el entorno extremo de la nebulosa, dice Mark Pearce, profesor de física en el Instituto Real de Tecnología de KTH y autor principal del estudio.
"Nuestras mediciones indican que los rayos X provienen de una región organizada cerca del púlsar en el centro de la nebulosa", dice Pearce. "Los electrones que giran alrededor de las líneas de campo magnético en esta región producen los rayos X. Ellas mediciones se realizan en un rango de energía inexplorado, por lo que proporcionan información nueva que ayudará a resolver el enigma de cómo se genera la radiación de alta energía ".
En 1054 CE, los astrónomos chinos registraron la aparición de una nueva estrella brillante en el cielo, un evento al que ahora nos referimos como una supernova o estrella en explosión. Las secuelas de este evento cataclísmico fue una estrella de neutrones que gira rápidamente: el Cangrejopúlsar, de apenas 15 km de diámetro pero con una masa igual al Sol de nuestro sistema solar, rodeado por una nebulosa en expansión de partículas y radiación.
Las estrellas de neutrones son una especie de sol zombie ultradenso que se forma cuando una estrella agota su combustible y se derrumba sobre sí misma debido a la fuerza de su propia gravedad. Si fueran más densas, serían agujeros negros.
Pearce dice que si bien detectar los rayos X del Cangrejo es un negocio rutinario para los satélites de investigación, examinar la polarización de estas emisiones, es decir, el plano en el que oscilan las ondas de radiación, es un territorio nuevo.
"Las estrellas de neutrones son objetos fascinantes", dice Pearce. "El púlsar Cangrejo gira alrededor de un eje 30 veces por segundo produciendo destellos de rayos X, una especie de faro cósmico. Los rayos X surgen de la aceleración de electrones encampos magnéticos intensos 10 billones de veces más fuertes que el campo magnético de la Tierra, hasta energías típicamente cien veces más altas que las que se pueden obtener en el acelerador LHC ".
En el artículo publicado en Informes científicos el 10 de agosto de 2017, se arroja nueva luz sobre el púlsar a través de nuevas mediciones realizadas por un telescopio en globo, PoGO + "PoGO plus", volado en la parte superior de la atmósfera en el verano de 2016.
Al igual que la luz visible o las ondas de radio, los rayos X son electromagnéticos y pueden polarizarse, o en otras palabras, el campo eléctrico puede oscilar en un plano específico. Por lo general, la polarización no se puede medir con telescopios de rayos X, por lo queLos investigadores se pierden parte de la información que llevan estos mensajeros de rayos X, dice Pearce. La misión PoGO + se desarrolló específicamente para medir la polarización de los rayos X del Cangrejo y otros cuerpos celestes, con el objetivo de abrir una nueva ventana de observación.en estos objetos.
Dado que los rayos X son fácilmente absorbidos por la atmósfera de la Tierra, las observaciones deben realizarse en lo alto de la estratosfera. En las primeras horas del 12 de julio de 2016, un enorme globo de helio de 1.1 millones de metros cúbicos con un telescopio especialmente construido fueliberado del Centro Espacial SSC Esrange, cerca de Kiruna en el norte de Suecia, para hacer precisamente eso.
Las mediciones de PoGO son las primeras que se realizan en la denominada banda de "rayos X duros", que cubren el rango de energía 20-160 keV, y proporcionan nuevos datos para el modelado de Cangrejo. Los resultados de las misiones de PoGO son los primeros de unmisión dedicada de polarimetría de rayos X en más de 40 años. PoGO + revela que una fracción relativamente alta, el 21 por ciento, de los rayos X de Cangrejo están polarizados a pesar de que las observaciones abarcaron tanto el púlsar como la nebulosa topológicamente compleja.
Pearce dice que esto indica que los rayos X se originan en una región compacta con un campo magnético bien ordenado ". El ángulo del plano de polarización está alineado con el eje de rotación del púlsar, como se esperaba para los electrones que generan rayos X"a través de procesos sincrotrón mientras está atrapado en trayectorias toroidales alrededor del púlsar", dice. "Al determinar con precisión el tiempo de llegada de los rayos X, PoGO + pudo distinguir entre los rayos X que se originan en la nebulosa y el púlsar".
Se descubrió que la emisión global estaba dominada por la nebulosa. La comparación del ángulo de polarización de la nebulosa medido con el medido a las longitudes de onda ópticas también indica que el sitio de emisión está asociado con el toro, una estructura luminosa en forma de rosquilla en la parte interna delNebulosa. Pearce dice que el ángulo de polarización más bajo visto para el púlsar está en línea con los resultados en longitudes de onda ópticas, una confirmación importante de que estas mediciones más directas son un proxy razonable para los modelos de rayos X. Los resultados de polarización PoGO + son compatibles conlos obtenidos en 2013 del PoGOLite Pathfinder.
La consistencia entre estos resultados puede ayudar a dilucidar la causa de los aumentos repentinos en la intensidad de los rayos X de cangrejo que se observaron recientemente. Tales llamaradas fueron inesperadas para un objeto que durante mucho tiempo se consideró una vela celestial estándar para rayos X.
La misión PoGO + fue apoyada en Suecia por la Junta Espacial Nacional Sueca, la Fundación Knut y Alice Wallenberg y el Consejo de Investigación Sueco. En Japón, la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia y ISAS / JAXA brindaron apoyo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por KTH El Real Instituto de Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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