Utilizando el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA, los científicos han descubierto una nueva clase de objetos con un comportamiento diferente a cualquiera que hayan visto antes. Los astrónomos sugieren que estos objetos recién detectados en otras galaxias podrían ayudar a resolver no una, sino dos preguntas de larga data en astrofísica.
Estos misteriosos objetos emiten rayos X de energía inusualmente baja, pero intensos niveles de radiación ultravioleta. Este descubrimiento se describe en un artículo publicado el miércoles en Nature Astronomy.
«Nunca nos habíamos topado con un grupo de objetos que se comportaran así», dijo Mustafa Muhibullah, de la Universidad de Alabama, quien dirigió el estudio. «Por supuesto, el siguiente paso era intentar averiguar qué son estas cosas».
Los investigadores hallaron un total de 84 de estas «fuentes de rayos X hipersuaves» —llamadas así por la baja energía que emiten— en las seis galaxias que analizaron, utilizando datos disponibles públicamente en el archivo de Chandra. Dos de las galaxias son espirales, M31 (la galaxia de Andrómeda) y M101 (la galaxia del Molinete), mientras que las otras cuatro son elípticas. Encontraron fuentes de rayos X hipersuaves tanto en regiones de formación estelar activa como en zonas con estrellas más antiguas.
El equipo identificó las fuentes al encontrar objetos que aparecían en las imágenes de Chandra tomadas con las energías de rayos X más bajas, pero que desaparecían en las imágenes de mayor energía. Esto significa que estos objetos emiten muchos más rayos X de baja energía que de alta energía. Dado que los rayos X de baja energía limitan con la radiación ultravioleta energética en el espectro electromagnético, los investigadores determinaron que estas fuentes también producen grandes cantidades de radiación ultravioleta energética.
Aún no está claro qué tipo de objetos son responsables de estos rayos X de baja energía y la intensa radiación ultravioleta. El equipo cree que lo más probable es que se trate de un agujero negro, una estrella de neutrones o una enana blanca que extrae material de una estrella compañera. El material extraído se calienta y produce rayos X antes de caer sobre la enana blanca o la estrella de neutrones, o dentro del agujero negro. Ya se habían observado sistemas binarios similares, pero no con una radiación ultravioleta tan brillante y rayos X de baja energía.
Este descubrimiento sugiere que podría haber grandes poblaciones de sistemas binarios con radiación ultravioleta energética que no se habían detectado hasta ahora.
“Estas fuentes clandestinas de rayos X se encuentran entre los objetos más energéticos de las galaxias y podrían estar resolviendo dos misterios cósmicos a la vez”, dijo Muhibullah.
Los científicos creen que algunos sistemas de enanas blancas que extraen material de estrellas compañeras podrían explotar eventualmente como supernovas —conocidas como supernovas de tipo Ia—, cruciales para medir la expansión del universo. Estas supernovas desempeñaron un papel fundamental en el descubrimiento de que esta expansión se está acelerando. Los astrónomos llevan muchos años buscando estrellas que se conviertan en supernovas de tipo Ia, hasta ahora sin éxito.
“Si pudiéramos encontrar una manera de detectar estas explosiones de supernovas de tipo Ia antes de que ocurran, sería realmente importante”, dijo el coautor Jimmy Irwin, también de la Universidad de Alabama. “Actualmente, las estudiamos después de que han explotado, y a los astrónomos les ha costado entender qué es lo que realmente se enciende”.
Otro misterio que estas fuentes de rayos X hipersuaves podrían explicar es qué causa la pérdida de electrones del gas intergaláctico en algunas galaxias. Es importante investigar esta pérdida de electrones, ya que puede afectar la velocidad de formación estelar e influir en los ciclos de vida de las galaxias. Las estrellas masivas y calientes desempeñan un papel, pero no explican completamente la causa de esta pérdida. Los intensos niveles de radiación ultravioleta de las fuentes de rayos X hipersuaves podrían ser cruciales.
¿Por qué no se habían descubierto hasta ahora estas fuentes de rayos X hipersuaves? Además de la emisión de rayos X de baja energía, que es muy difícil de detectar para los telescopios de rayos X, la radiación ultravioleta de alta energía es fácilmente absorbida por el helio y el hidrógeno gaseosos que llenan el espacio entre las estrellas, creando una barrera casi impenetrable para la observación.
«Al examinar minuciosamente el archivo de Chandra, pudimos eliminar lo que antes era un punto ciego para los telescopios», dijo la coautora Rosanne Di Stefano, del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian. «Así fue como encontramos lo que parece ser una nueva clase de objetos cósmicos con cualidades extraordinarias».
El Centro de Vuelos Espaciales Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, gestiona el programa Chandra. El Centro de Rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
Lea más información del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA.
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