Los estallidos de azul y verde brillantes en esta imagen de la galaxia Fireworks (NGC 6946) muestran la ubicación de fuentes extremadamente brillantes de luz de rayos X capturadas por el observatorio espacial NuSTAR de la NASA. Generado por algunos de los procesos más energéticos del universo, estas fuentes de rayos X son raras en comparación con las muchas fuentes de luz visible en la imagen de fondo. Un nuevo estudio publicado en el Diario astrofísico , ofrece algunas posibles explicaciones para la aparición sorpresa de la fuente verde cerca del centro de la galaxia, que apareció a la vista y desapareció en cuestión de semanas.

El objetivo principal de las observaciones de NuSTAR fue estudiar la supernova, la explosión de una estrella mucho más masiva que nuestro Sol, que aparece como una mancha azul verdosa brillante en la parte superior derecha. Estos eventos violentos pueden producir brevemente suficiente luz visible para eclipsar galaxias enteras formadas por miles de millones de estrellas. También generan muchos de los elementos químicos de nuestro universo que son más pesados ​​que el hierro.

La mancha verde cerca de la parte inferior de la galaxia no fue visible durante la primera observación de NuSTAR, pero estaba brillando al comienzo de una segunda observación 10 días después. El Observatorio de rayos X Chandra de la NASA observó más tarde que la fuente, conocida como fuente de rayos X ultraluminosa, o ULX — había desaparecido con la misma rapidez. Desde entonces, el objeto ha sido nombrado ULX-4 porque es el cuarto ULX identificado en esta galaxia. No se detectó luz visible con la fuente de rayos X, un hecho que probablemente descarta la posibilidad de que también sea una supernova.

"Diez días es muy poco tiempo para que aparezca un objeto tan brillante, "dijo Hannah Earnshaw, investigador postdoctoral en Caltech en Pasadena, California, y autor principal del nuevo estudio. "Normalmente con NuSTAR, observamos cambios más graduales a lo largo del tiempo, y no solemos observar una fuente varias veces en rápida sucesión. En este caso, tuvimos la suerte de detectar una fuente que cambia extremadamente rápido, lo cual es muy emocionante ".

Posible agujero negro

El nuevo estudio explora la posibilidad de que la luz provenga de un agujero negro consumiendo otro objeto, como una estrella. Si un objeto se acerca demasiado a un agujero negro, la gravedad puede separar ese objeto, llevando los escombros a una órbita cercana alrededor del agujero negro. El material en el borde interno de este disco recién formado comienza a moverse tan rápido que se calienta a millones de grados e irradia rayos X. (La superficie del Sol, en comparación, es alrededor de 10, 000 grados Fahrenheit, o 5, 500 grados Celsius.)

La mayoría de los ULX suelen ser de larga duración porque son creados por un objeto denso, como un agujero negro, que "se alimenta" de la estrella durante un período prolongado de tiempo. Efímero, o "transitorio, "Las fuentes de rayos X como ULX-4 son mucho más raras, por lo que un solo evento dramático, como un agujero negro que destruye rápidamente una estrella pequeña, podría explicar la observación.

Sin embargo, ULX-4 podría no ser un evento único, y los autores del artículo exploraron otras posibles explicaciones para este objeto. Una posibilidad:la fuente de ULX-4 podría ser una estrella de neutrones. Las estrellas de neutrones son objetos extremadamente densos formados por la explosión de una estrella que no era lo suficientemente masiva para formar un agujero negro. Con aproximadamente la misma masa que nuestro Sol pero empaquetada en un objeto del tamaño de una gran ciudad, las estrellas de neutrones pueden, como agujeros negros, dibuje material y cree un disco de escombros que se mueva rápidamente. Estos también pueden generar fuentes de rayos X ultraluminosos de alimentación lenta, aunque la luz de rayos X se produce a través de procesos ligeramente diferentes a los de los ULX creados por agujeros negros.

Las estrellas de neutrones generan campos magnéticos tan fuertes que pueden crear "columnas" que canalizan el material hacia la superficie, generando poderosos rayos X en el proceso. Pero si la estrella de neutrones gira especialmente rápido, esos campos magnéticos pueden crear una barrera, haciendo imposible que el material alcance la superficie de la estrella.

"Sería como intentar saltar a un carrusel que gira a miles de kilómetros por hora, "dijo Earnshaw.

El efecto barrera evitaría que la estrella sea una fuente brillante de rayos X, excepto en aquellos momentos en que la barrera magnética puede oscilar brevemente. permitiendo que el material se deslice y caiga sobre la superficie de la estrella de neutrones. Esta podría ser otra posible explicación para la repentina aparición y desaparición de ULX-4. Si la misma fuente volviera a encenderse, podría apoyar esta hipótesis.

“Este resultado es un paso hacia la comprensión de algunos de los casos más raros y extremos en los que la materia se acumula en los agujeros negros o las estrellas de neutrones, "Dijo Earnshaw.