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| Crédito de la imagen: Rayos X: NASA/CXC/Stanford Univ./M. de Vries; Óptica: NSF/AURA/Gemini Consortium |
Utilizando el observatorio de rayos X Chandra de la NASA, los astrónomos han obtenido imágenes de un haz de materia y antimateria que se extiende desde un púlsar relativamente pequeño. Este haz podría ayudar a explicar el sorprendente número de positrones en la Vía Láctea con su tremenda escala.
El haz se descubrió originalmente en 2020. En ese momento, los astrónomos desconocían su longitud total, ya que estaba más allá del borde del detector Chandra.
Los científicos realizaron observaciones de seguimiento con Chandra en febrero y noviembre de 2021. Las observaciones revelaron que el filamento es aproximadamente tres veces más largo de lo que se vio originalmente. Abarca aproximadamente la mitad del diámetro de la Luna Llena en el cielo, lo que lo convierte en el más largo de un púlsar visto desde la Tierra.
Este haz procede de un púlsar llamado PSR J2030+4415 (J2030 para abreviar). Situado a unos 1.600 años luz de la Tierra, J2030 es un objeto denso, del tamaño de una ciudad, formado a partir del colapso de una estrella masiva y que actualmente gira unas tres veces por segundo.
Martijn de Vries, de la Universidad de Stanford en Palo Alto (California), que dirigió el estudio, declaró: "Es sorprendente que un púlsar de sólo 16 kilómetros de diámetro pueda crear una estructura tan grande que podamos verla desde miles de años luz. Con el mismo tamaño relativo, si el filamento se extendiera desde Nueva York hasta Los Ángeles, el púlsar sería unas 100 veces más pequeño que el objeto más pequeño visible a simple vista".
Un primer plano en el panel de la derecha muestra los rayos X creados por las partículas que vuelan alrededor del propio púlsar. Cuando el púlsar se mueve por el espacio, algunas partículas escapan y crean el largo filamento. En ambos paneles se han utilizado datos de luz óptica del telescopio Gemini, situado en Mauna Kea (Hawai), y aparecen en rojo, marrón y negro. La longitud completa del filamento se muestra en otra imagen.
El universo tiene más materia que antimateria. ¿Cuáles son las posibles fuentes de esta antimateria? Este nuevo estudio sobre J2030 sugiere que los púlsares podrían ser una respuesta.
La combinación de la rápida rotación y los elevados campos magnéticos de los púlsares - conduce a la aceleración de partículas y a una radiación de alta energía que crea pares de electrones y positrones.
Los vientos generados por los púlsares contienen partículas confinadas con sus potentes campos magnéticos mientras el púlsar viaja por el espacio, el viento se arrastra tras él. Un arco de choque de gas se desplaza delante del púlsar.
Sin embargo, hace unos 20 ó 30 años, el movimiento del arco de choque parece haberse estancado y el púlsar lo alcanzó, dando lugar a una interacción con el campo magnético interestelar que discurre casi en línea recta de izquierda a derecha. Esto podría haber causado una fuga de partículas.
El coautor Roger Romani, también de Stanford, dijo: "El campo magnético del viento del púlsar se enlazó con el campo magnético interestelar, y los electrones y positrones de alta energía salieron a través de una boquilla formada por la conexión".
Anteriormente, los astrónomos han observado grandes halos alrededor de los púlsares cercanos en la luz de los rayos gamma. Esto sugiere que los positrones energéticos suelen tener dificultades para filtrarse en la Galaxia. Esto socava la posibilidad de que los púlsares expliquen el exceso de positrones que los científicos distinguen. Sin embargo, los filamentos de púlsares que se han descubierto recientemente, como el J2030, muestran que las partículas sí pueden escapar al espacio interestelar y eventualmente podrían llegar a la Tierra.
Fuentes, créditos y referencias:
Martijn de Vries, Roger W. Romani. The Long Filament of PSR J2030+4415. DOI: 10.48550/arXiv.2202.03506
Fuente: NASA