Un nuevo estudio que utiliza datos del telescopio espacial NuSTAR de la NASA sugiere que Eta Carinae, el sistema estelar más luminoso y masivo en 10,000 años luz, está acelerando las partículas a altas energías, algunas de las cuales pueden llegar a la Tierra como rayos cósmicos.
"Sabemos que las ondas expansivas de las estrellas explotadas pueden acelerar las partículas de rayos cósmicos a velocidades comparables a la de la luz, un increíble impulso de energía", dijo Kenji Hamaguchi, astrofísico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y el líderautor del estudio: "Deben ocurrir procesos similares en otros entornos extremos. Nuestro análisis indica que Eta Carinae es uno de ellos".
Los astrónomos saben que los rayos cósmicos con energías superiores a mil millones de electronvoltios eV nos llegan desde más allá de nuestro sistema solar. Pero debido a que estas partículas electrones, protones y núcleos atómicos tienen una carga eléctrica, se desvían.Por supuesto, cada vez que se encuentran con campos magnéticos. Esto revuelve sus caminos y oculta sus orígenes.
Eta Carinae, ubicada a unos 7,500 años luz de distancia en la constelación sur de Carina, es famosa por un estallido del siglo XIX que la convirtió brevemente en la segunda estrella más brillante del cielo. Este evento también expulsó una enorme nebulosa en forma de reloj de arena,pero la causa de la erupción sigue siendo poco conocida.
El sistema contiene un par de estrellas masivas cuyas órbitas excéntricas las acercan inusualmente cada 5,5 años. Las estrellas contienen 90 y 30 veces la masa de nuestro Sol y pasan 140 millones de millas 225 millones de kilómetros de distancia en su aproximación más cercana.sobre la distancia promedio que separa Marte y el Sol.
"Ambas estrellas de Eta Carinae conducen flujos de salida potentes llamados vientos estelares", dijo el miembro del equipo Michael Corcoran, también en Goddard. "Donde estos vientos chocan cambian durante el ciclo orbital, lo que produce una señal periódica en rayos X de baja energía.he estado rastreando durante más de dos décadas ".
El telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA también observa un cambio en los rayos gamma, la luz acumula mucha más energía que los rayos X, desde una fuente en dirección a Eta Carinae. Pero la visión de Fermi no es tan nítida como X-telescopios de rayos, por lo que los astrónomos no pudieron confirmar la conexión.
Para cerrar la brecha entre el monitoreo de rayos X de baja energía y las observaciones de Fermi, Hamaguchi y sus colegas recurrieron a NuSTAR. Lanzado en 2012, NuSTAR puede enfocar rayos X de mucha mayor energía que cualquier telescopio anterior. Utilizando tantodatos de archivo, el equipo examinó las observaciones NuSTAR adquiridas entre marzo de 2014 y junio de 2016, junto con observaciones de rayos X de baja energía del satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea durante el mismo período.
Los rayos X suaves o de baja energía de Eta Carinae provienen del gas en la interfaz de los vientos estelares en colisión, donde las temperaturas superan los 70 millones de grados Fahrenheit 40 millones de grados Celsius. Pero NuSTAR detecta una fuente que emite rayos X por encima30,000 eV, unas tres veces más altas de lo que puede explicarse por las ondas de choque en los vientos en colisión. En comparación, la energía de la luz visible varía de aproximadamente 2 a 3 eV.
El análisis del equipo, presentado en un documento publicado el lunes 2 de julio en Astronomía de la naturaleza , muestra que estos rayos X "duros" varían con el período orbital binario y muestran un patrón de producción de energía similar al de los rayos gamma observados por Fermi.
Los investigadores dicen que la mejor explicación para la emisión de rayos X y rayos gamma consiste en electrones acelerados en violentas ondas de choque a lo largo del límite de los vientos estelares colisionantes. Los rayos X detectados por NuSTAR y los rayos gamma detectadospor Fermi surgen de la luz de las estrellas dado un gran impulso de energía por las interacciones con estos electrones.
Algunos de los electrones superrápidos, así como otras partículas aceleradas, deben escapar del sistema y quizás algunos eventualmente vaguen a la Tierra, donde pueden ser detectados como rayos cósmicos.
"Hace tiempo que sabemos que la región alrededor de Eta Carinae es la fuente de emisión energética de rayos X y rayos gamma de alta energía", dijo Fiona Harrison, investigadora principal de NuSTAR y profesora de astronomía en Caltechen Pasadena, California. "Pero hasta que NuSTAR pudo identificar la radiación, mostrar que proviene del binario y estudiar sus propiedades en detalle, el origen fue misterioso".
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Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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