03/Sep/08

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Localizan el origen de las emisiones de alta energía en la Nebulosa del Cangrejo

Gracias a los datos del observatorio Integral de rayos gamma de la ESA, los científicos han podido localizar dónde las partículas son aceleradas a enormes energías en las proximidades de la estrella de neutrones rotante en la Nebulosa del Cangrejo.

El descubrimiento, resultado de más de 600 observaciones individuales de la nebulosa, ha puesto en su lugar otra pieza del rompecabezas para comprender cómo funcionan las estrellas de neutrones.

Las estrellas de neutrones en rotación o los púlsares, se sabe que aceleran partículas a enormes energías, por lo general, cien veces más que los más poderosos aceleradores de la Tierra, pero los científicos aún no saben exactamente en qué forma trabajan estos sistemas y dónde se aceleran las partículas.

Un avance en la comprensión se ha realizado ahora gracias a un equipo de investigadores del Reino Unido e Italia, liderado por el profesor Tony Dean, de la Universidad de Southampton, quien estudió la luz polarizada de alta energía emitida por la Nebulosa del Cangrejo; una de las visiones más radicales en el espacio profundo.

La Nebulosa del Cangrejo es el resultado de una explosión de supernova que fue vista desde la Tierra el 4 de julio de 1054. La explosión dejó un púlsar con una nebulosa de partículas radiantes a su alrededor. El púlsar contiene la masa del Sol apretada en un volumen de unos 10 km de radio, rotando muy rápidamente —alrededor de 30 veces por segundo— por lo tanto genera campos magnéticos muy poderosos y acelera partículas. También se observa un gran chorro colimado, alineado con el eje de giro del pulsar y una brillante y radiante estructura en forma de neumático (o toroide) alrededor del púlsar.

Así, se sabe que el Cangrejo acelera los electrones —y posiblemente otras partículas— a muy alta velocidad, por lo que produce radiación de alta energía. Sin embargo, ¿en qué momento exactamente son aceleradas estas partículas?

Mirando hacia el corazón del púlsar con el espectrómetro de Integral SPI, los investigadores hicieron un estudio detallado para evaluar la polarización —o la alineación— de las ondas de la radiación de alta energía procedentes del Cangrejo.

Ellos vieron que esta radiación polarizada está muy alineada con el eje de rotación del púlsar. Así concluyeron que una parte importante de los electrones que generaban la radiación de alta energía deben haberse originado en una estructura altamente organizada localizada muy cerca del púlsar, con mucha probilidad en las mismas eyecciones, directamente. El descubrimiento permite a los investigadores descartar otras teorías que localizan el origen de esta radiación más lejos del púlsar.

El profesor Tony Dean de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad, comentó que el descubrimiento de este tipo de alineación —también coincidente con la polarización observada en la banda visible— es verdaderamente notable. "Los resultados tienen claras implicaciones en muchos aspectos de los aceleradores de alta energía, como el del Cangrejo", añadió.

"La detección de radiación polarizada en el espacio es muy complicada y rara, ya que requiere una instrumentación y un análisis a fondo dedicado de datos muy complejos", dijo Chris Winkler, científico del Proyecto Integral de la ESA. "La habilidad de Integral de detectar radiación polarizada en rayos gamma y, en consecuencia, obtener importantes resultados como éste, lo confirma, una vez más, como un observatorio de clase mundial".

Los resultados se publicaron en la edición del 29 de agosto de 2008 de Science, bajo el título 'Polarized gamma-ray emission from the Crab', de A. J. Dean, D.J. Clark, V.A. McBride, A.J. Bird, A.B. Hill y S.E. Shaw (Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Southampton); J.B. Stephen y L. Bassani (INAF-IASF, Bologna); y A. Bazzano y P. Ubertini (INAF-IASF, Roma).

Fuente: Cielo Sur. Aportado por Eduardo J. Carletti