Los astrónomos que usan el observatorio de rayos X de la ESA, XMM-Newton, han detectado un pequeño y brillante? Punto caliente? en la superficie de la estrella de neutrones llamada Geminga, a 500 años luz de distancia. El punto caliente es del tamaño de un campo de fútbol y es causado por el mismo mecanismo que produce las colas de rayos X de Geminga. Este descubrimiento identifica el eslabón perdido entre los rayos X y la emisión de rayos gamma de Geminga.
Las estrellas de neutrones son el tipo más pequeño de estrellas conocidas. Son los restos súper densos de estrellas masivas que murieron en explosiones cataclísmicas llamadas supernovas. Han sido lanzados por el espacio como balas de cañón y han girado a un ritmo vertiginoso, con campos magnéticos cientos de miles de millones de veces más fuertes que los de la Tierra.
En el caso de Geminga, esta bala de cañón contiene una vez y media la masa del Sol, apretada en una esfera de solo 20 kilómetros de diámetro y gira cuatro veces por segundo.
Una nube llena de partículas cargadas eléctricamente rodea a Geminga. Estas partículas son guiadas por sus campos magnéticos y eléctricos. El observatorio XMM-Newton de la ESA ya había descubierto que algunas de estas partículas son expulsadas al espacio, formando colas que fluyen detrás de la estrella de neutrones a medida que avanza.
Los científicos no sabían si las colas de Geminga están formadas por electrones o por sus partículas gemelas con una carga eléctrica opuesta, llamadas positrones. Sin embargo, esperaban que, si, por ejemplo, los electrones fueran lanzados al espacio, los positrones deberían dirigirse hacia la estrella de neutrones, como en un "objetivo propio". Cuando estas partículas golpean la superficie de la estrella, deberían crear un punto caliente, una región considerablemente más caliente que los alrededores.
Un equipo internacional de astrónomos, liderado por Patrizia Caraveo, IASF-CNR, Italia, ha informado de la detección de un punto tan caliente en Geminga utilizando el observatorio XMM-Newton de la ESA.
Con una temperatura de aproximadamente dos millones de grados, este punto caliente es considerablemente más caliente que el medio millón de grados de la superficie circundante. Según este nuevo trabajo, el punto caliente de Geminga tiene solo 60 metros de radio.
"Este punto caliente es del tamaño de un campo de fútbol", dijo Caraveo, "y es el objeto más pequeño que se haya detectado fuera de nuestro Sistema Solar". Actualmente, los detalles de este tamaño solo se pueden medir en la Luna y Marte e, incluso entonces, solo desde una nave espacial en órbita a su alrededor.
La presencia de un punto caliente se sospechaba a fines de la década de 1990, pero solo ahora podemos verlo "en vivo", emitiendo rayos X a medida que Geminga gira, gracias a la sensibilidad superior del observatorio de rayos X de la ESA, XMM-Newton.
El equipo utilizó las cámaras europeas de imágenes de fotones (EPIC) para realizar un estudio de Geminga, con una duración de aproximadamente 28 horas consecutivas y registrando el tiempo de llegada y la energía de cada fotón de rayos X que emitió Geminga al alcance de XMM-Newton.
“¿En total, esto ascendió a 76.850 recuentos de rayos X? el doble de lo recogido por todas las observaciones anteriores de Geminga, desde la época del Imperio Romano ", dijo Caraveo.
Conocer la velocidad de rotación de Geminga y el tiempo de llegada de cada fotón significaba que los astrónomos podían identificar qué fotones provenían de cada región de la estrella de neutrones a medida que gira.
Cuando compararon fotones provenientes de diferentes regiones de la estrella, descubrieron que el? Color? de los rayos X, que corresponden a su energía, cambiaron a medida que Geminga giraba. En particular, podían ver claramente un cambio de color distinto cuando apareció el punto caliente y luego desapareció detrás de la estrella.
Esta investigación cierra la brecha entre los rayos X y la emisión de rayos gamma de las estrellas de neutrones. XMM-Newton ha demostrado que ambos pueden originarse a través del mismo mecanismo físico, es decir, la aceleración de partículas cargadas en la magnetosfera de estas estrellas degeneradas.
"La observación de Geminga de XMM-Newton ha sido particularmente fructífera", dijo Norbert Schartel, científico del proyecto de la ESA para XMM-Newton. "El año pasado, arrojó el descubrimiento de las colas de origen y ahora ha encontrado su punto caliente giratorio".
Caraveo ya está aplicando esta nueva técnica a otras estrellas de neutrones pulsantes observadas por XMM-Newton en busca de puntos calientes. Esta investigación representa una nueva herramienta importante para comprender la física de las estrellas de neutrones.
Fuente original: Comunicado de prensa de la ESA
