12 de agosto de 2010
NASA/ DOE/ Fermi LAT Collaboration
Astrónomos usando el telescopio espacial Fermi de rayos gamma han detectado emisiones de rayos gamma provenientes de una nova, por primera vez, un hallazgo que sorprendió tanto a observadores como a teóricos. El descubrimiento contradice la idea que las explosiones de novas no tienen el poder para emitir radiación de tan alta energía.
Una nova es un aumento de brillo súbito y de corta duración de una estrella que, de otro modo, presenta un brillo discreto. La explosión se produce cuando en una enana blanca, en un sistema binario, ocurre el estallido de una explosión termonuclear.
“En términos humanos, ésta fue una erupción inmensamente poderosa, equivalente a cerca de 1.000 veces la energía emitida por el Sol en un año”, dijo Elizabeth Hays, científica del proyecto Fermi en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard, de la NASA, en Greenbelt, Maryland. “Pero en comparación con otros eventos cósmicos que ve Fermi, fue bastante modesto. Estamos asombrados que Fermi lo haya detectado tan bien”.
Los rayos gamma son la forma más energética de la luz, y el telescopio de gran área LAT de Fermi detectó la nova durante 15 días. Los científicos creen que la emisión surgió como una onda de choque de un millón y medio de kilómetros por hora escapando del lugar de la explosión.
Un artículo científico detallando el descubrimiento aparecerá en la edición del 13 de agosto de 2010 de la revista Science.
La historia comenzó en Japón durante la madrugada del 11 de marzo de 2010, cuando los astrónomos aficionados Koichi Nishiyama y Kabashima Fujio en Miyaki-cho, prefectura de Saga, fotografiaron un drástico cambio de brillo en una estrella en la constelación del Cisne. Se dieron cuenta que la estrella, conocida como V407 Cyg, estaba 10 veces más brillante que en una imagen que habían tomado tres días antes.
El equipo transmitió el descubrimiento de la nova a Hiroyuki Maehara, de la Universidad de Kyoto, que notificó a los astrónomos de todo el mundo para realizar observaciones de seguimiento. Antes que este aviso se hiciera ampliamente disponible, la explosión fue reportada, de forma independiente, por otros tres aficionados japoneses: Tadashi Kojima, Tsumagoi-mura Agatsuma-gun, en la prefectura de Gunma; Kazuo Sakaniwa, Higashichikuma-gun, en la prefectura de Nagano, y Akihiko Tago, Tsuyama-shi, en la prefectura de Okayama.
El 13 de marzo de 2010, David Donato, de Goddard, estaba en servicio en el LAT “promotor de flares”, un científico que supervisa la descarga de datos diarios de las fuentes de potencial interés, cuando se dio cuenta de una detección significativa en Cygnus. Pero la vinculación de esta fuente a la nova tomaría varios días, en parte porque los miembros clave del equipo de Fermi se encontraban en París, por una reunión de la colaboración científica de LAT.
“Esta región está cerca del plano galáctico, la cual aglutina muchos tipos de fuentes de rayos gamma: púlsares, remanentes de supernovas, y otras, en nuestra propia galaxia, además de las galaxias activas más allá de ella”, dijo Donato. “Si la nova hubiese ocurrido en otro lugar del cielo, descubrir la conexión hubiese sido más fácil”.
El equipo de LAT comenzó un esfuerzo concertado para identificar la misteriosa fuente, en los días siguientes. El 17 de marzo, los investigadores decidieron obtener un turno de observación por “objetivo de oportunidad” en el satélite Swift, de la NASA, sólo para descubrir que Swift ya estaba observando el mismo punto.
“En ese momento, sabía que Swift estaba apuntando a V407 Cyg, pero no sabía por qué”, dijo Teddy Cheung, astrofísico del Laboratorio de Investigación Naval (NRL) en Washington, DC, y autor líder del estudio. Examinando los datos de Swift, Cheung no veía más fuentes de rayos X que podrían explicar lo que LAT de Fermi estaba viendo.
Tenía que ser V407 Cyg .
Media hora más tarde, Cheung aprendió de otros miembros del equipo de LAT que el sistema había sido objeto de una explosión de nova, razón por la cual se habían disparado las observaciones de Swift. “Cuando miramos más de cerca, encontramos que LAT había detectado rayos gamma, por primera vez, en la misma época que el descubrimiento de la nova”, dijo.
V407 Cyg se encuentra a 9.000 años luz de distancia. El sistema es una llamada binaria simbiótica, que contiene una enana blanca compacta y una estrella gigante roja de alrededor de 500 veces el tamaño del Sol.
“La gigante roja está tan hinchada que su atmósfera externa está escapándose al espacio”, dijo Adam Hill, de la Universidad Joseph Fourier, en Grenoble, Francia. El fenómeno es similar al viento solar producido por el Sol, pero el flujo es mucho más intenso. “Cada década, la gigante roja arroja suficiente hidrógeno como para igualar la masa de la Tierra”, agregó.
La enana blanca intercepta y captura algo de este gas, que se acumula en su superficie. A medida que el gas se apila durante décadas o siglos, con el tiempo se vuelve tan caliente y denso que se fusiona y se convierte en helio. Este proceso de producción de energía provoca una reacción fuera de control que hace explotar el gas acumulado.
La enana blanca, sin embargo, permanece intacta.
La explosión crea una envoltura densa y caliente en expansión llamada frente de choque, compuesta por partículas de alta velocidad, gas ionizado y campos magnéticos. Según un espectro temprano obtenido por Christian Buil, en el Observatorio Castanet. en Tolosa, Francia, la onda de choque de la nova se expandía a 11 millones de kilómetros por hora – o casi un 1 por ciento la velocidad de la luz.
Los campos magnéticos atrapan partículas dentro de la envoltura y los aceleran a tremendas energías. Antes que puedan escapar, las partículas habrán llegado a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Los científicos dicen que los rayos gamma pueden producirse cuando estas partículas aceleradas se estrellan contra el viento de la gigante roja.
“Sabemos que los remanentes de las mucho más potentes explosiones de supernovas pueden atrapar y acelerar partículas como éstas, pero nadie sospechaba que los campos magnéticos de las novas eran suficientemente fuertes como para hacerlo así”, dijo Soebur Razzaque, del NRL.
Los remanentes de supernova duran 100.000 años y afectan regiones del espacio de miles de años luz de diámetro.
Kent Wood, del NRL, compara los estudios astronómicos de los remanentes de supernova con mirar imágenes estáticas en un álbum de fotos. “Se necesitan miles de años para que los remanentes de supernova evolucionen, pero con esta nova hemos visto el mismo tipo de cambios en pocos días”, dijo. “Hemos pasado de un álbum de fotos a una película”.
Más información en:
Entradas Relacionadas:
Etiquetas: nova, rayos gamma
