En el siglo pasado, los humanos se dieron cuenta de que el espacio está lleno de tipos de luz que no podemos ver, desde señales infrarrojas emitidas por estrellas y galaxias calientes, hasta el fondo cósmico de microondas que proviene de todos los rincones del universo.Esta luz invisible que llena el espacio adopta la forma de rayos X, cuya fuente ha sido objeto de fuertes críticas en las últimas décadas.
No fue hasta el vuelo del cohete sonoro DXL, abreviatura de emisión difusa de rayos X desde la galaxia local que los científicos obtuvieron respuestas concretas sobre las fuentes de los rayos X. En un nuevo estudio, publicado el 23 de septiembre,2016, en el Astrophysical Journal, los datos de DXL confirman algunas de nuestras ideas sobre el origen de estos rayos X, lo que a su vez fortalece nuestra comprensión de la historia temprana de nuestro vecindario solar. Pero también revela un nuevo misterio: todo un grupo de Xrayos que no provienen de ninguna fuente conocida.
Las dos fuentes conocidas de emisión de rayos X son el viento solar, el mar de material solar que llena el sistema solar y la Burbuja Caliente Local, un área teorizada de material interestelar caliente que rodea nuestro sistema solar.
"Mostramos que la contribución de los rayos X del intercambio de carga del viento solar es de aproximadamente un cuarenta por ciento en el plano galáctico, y aún menos en otros lugares", dijo Massimiliano Galeazzi, astrofísico de la Universidad de Miami y autor del estudio."Entonces, el resto de los rayos X deben provenir de la Burbuja Caliente Local, lo que demuestra que existe".
Sin embargo, DXL también midió algunos rayos X de alta energía que no podrían provenir del viento solar o de la Burbuja Caliente Local.
"A energías más altas, estas fuentes contribuyen con menos de una cuarta parte de la emisión de rayos X", dijo Youaraj Uprety, autor principal del estudio y astrofísico de la Universidad de Miami en el momento en que se realizó la investigación ".fuente desconocida de rayos X en este rango de energía "
En las décadas transcurridas desde que descubrimos por primera vez la emisión de rayos X que impregna el espacio, se han articulado tres teorías principales para explicar sus orígenes. Primero, y rápidamente se descartó, fue la idea de que estos rayos X son una especie de trasfondoruido, proveniente de los confines lejanos del universo. Nuestra galaxia tiene muchos gases neutros que absorberían los rayos X provenientes de fuentes distantes, lo que significa que estos rayos X deben originarse en algún lugar cerca de nuestro sistema solar.
Entonces, ¿qué podría producir este tipo de rayos X tan cerca de nuestro sistema solar? Los científicos teorizaron que había una gran burbuja de gas ionizado caliente que envolvía nuestro sistema solar, con electrones lo suficientemente energéticos como para que pudieran liberar rayos X como este.Llamaron a esta estructura la Burbuja Caliente Local.
"Creemos que hace unos 10 millones de años, una supernova explotó e ionizó el gas de la Burbuja Caliente Local", dijo Galeazzi. "Pero una supernova no sería suficiente para crear una cavidad tan grande y alcanzar estas temperaturas.entonces probablemente fueron dos o tres supernovas con el tiempo, una dentro de la otra "
La Burbuja Caliente Local fue la teoría predominante durante muchos años. Luego, a fines de la década de 1990, los científicos descubrieron otra fuente de rayos X, un proceso llamado intercambio de carga de viento solar.
Nuestro sol libera constantemente material solar en todas las direcciones, un flujo de partículas cargadas llamado viento solar. Al igual que el sol, el viento solar está compuesto de gas ionizado, donde los electrones y los iones se han separado. Esto significa que el viento solarpuede transportar campos eléctricos y magnéticos.
Cuando el viento solar cargado interactúa con bolsas de gas neutro, donde los electrones e iones todavía están unidos, puede recoger electrones de estas partículas neutras, excitándolos. A medida que estos electrones se estabilizan en un estado estable, pierdenenergía en forma de rayos X: el mismo tipo de rayos X que se pensaba que provenía de la Burbuja Caliente Local.
El descubrimiento de esta fuente de rayos X del viento solar planteó un problema para la teoría de la Burbuja Caliente Local, ya que la única indicación de que existía eran estas observaciones de rayos X. Pero si la burbuja caliente existiera, podría decirnos muchosobre cómo se formó nuestro rincón de la galaxia.
"Identificar la contribución de rayos X de la Burbuja Caliente Local es importante para comprender la estructura que rodea nuestro sistema solar", dijo Uprety, quien ahora es astrofísico en la Middle State State University. "Nos ayuda a construir mejores modelos del interestelarmaterial en nuestro vecindario solar. "
Distinguir entre los rayos X del viento solar y los rayos X de la Burbuja Caliente Local fue un desafío, ahí es donde entra DXL. DXL voló sobre lo que se llama un cohete sonoro, que vuela durante unos 15 minutos. Estos pocos minutosde observar el tiempo por encima de la atmósfera de la Tierra son valiosos, ya que la Tierra bloquea la mayoría de estos rayos X, lo que hace que observaciones como esta sean imposibles desde el suelo. Estos cohetes de sonido de corta duración proporcionan una forma relativamente económica de reunir observaciones espaciales robustas.
DXL es la segunda nave espacial que mide los rayos X en cuestión, pero a diferencia de la misión anterior, un satélite llamado ROSAT, DXL voló en un momento en que la Tierra pasaba por algo llamado cono de enfoque de helio.El cono de enfoque es una región del espacio donde el helio neutro es varias veces más denso que en el resto del sistema solar interior.
"El sistema solar se está moviendo a través del espacio interestelar a aproximadamente 15 millas por segundo", dijo Uprety. "Este espacio está lleno de hidrógeno y helio. El helio es un poco más pesado, por lo que se talla alrededor del sol para formar una cola."
Debido a que el intercambio de carga del viento solar depende de tener mucho material neutro con el que interactuar, la medición de rayos X en el cono de enfoque de helio podría ayudar a los científicos a determinar definitivamente qué cantidad de emisión de rayos X proviene del viento solar y cómomucho, si lo hay, proviene de la Burbuja Caliente Local.
Los datos de DXL revelaron que alrededor del cuarenta por ciento de la mayoría de los rayos X observados provienen del viento solar. Pero en rangos de energía más altos, algunos rayos X aún no se explican. Las observaciones de DXL muestran que menos de una cuarta parte de la emisión de rayos X enLos niveles más altos de energía provienen del viento solar, y la Burbuja Caliente Local tampoco es una buena explicación.
"La temperatura de la Burbuja Caliente Local no es lo suficientemente alta como para producir rayos X en este rango de energía", dijo Uprety. "Así que nos queda una pregunta abierta sobre la fuente de estos rayos X".
DXL lanzado desde White Sands Missile Range en Nuevo México el 13 de diciembre de 2012. DXL cuenta con el respaldo del Programa Sounding Rocket de la NASA en la Instalación de Vuelo Wallops de la agencia en Wallops Island, Virginia, que es administrado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. La División de Heliofísica de la NASA administra el programa de cohetes sonoros para la agencia.
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Materiales proporcionado por NASA . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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