Nuevas observaciones de rayos X polarizados de la Nebulosa del Cangrejo y Pulsar, publicado hoy en Informes científicos , puede ayudar a explicar los brotes repentinos en la intensidad de los rayos X del cangrejo, además de proporcionar nuevos datos para modelar y comprender la nebulosa.

Desde que se observó por primera vez hace poco más de mil años, la Nebulosa del Cangrejo ha sido estudiada por generaciones de astrónomos. Sin embargo, nuevas observaciones de investigadores en Suecia muestran que este "faro cósmico" aún no ha revelado todos sus secretos.

Las observaciones de los investigadores de rayos X polarizados de la Nebulosa del Cangrejo y Pulsar, publicado hoy en Informes científicos , puede ayudar a explicar los brotes repentinos en la intensidad de los rayos X del cangrejo, además de proporcionar nuevos datos para modelar y comprender la nebulosa.

La polarización de los rayos X del cangrejo revela cómo y dónde se producen en el entorno extremo de la nebulosa. dice Mark Pearce, Profesor de Física en KTH Royal Institute of Technology y autor principal del estudio.

"Nuestras mediciones indican que los rayos X provienen de una región organizada en la vecindad del púlsar en el centro de la nebulosa, "Dice Pearce." Los electrones que giran alrededor de las líneas del campo magnético en esta región producen los rayos X. Las mediciones se realizan en un rango de energía inexplorado, por lo que proporcionan nueva información que ayudará a resolver el enigma de cómo se genera la radiación de alta energía ".

En 1054 CE, Los astrónomos chinos registraron la aparición de una nueva estrella brillante en el cielo, un evento al que ahora nos referimos como supernova. o estrella en explosión. La secuela de este evento cataclísmico fue una estrella de neutrones que giraba rápidamente:el púlsar del Cangrejo, de apenas 15 km de diámetro pero con una masa igual a la del Sol de nuestro sistema solar, rodeado por una nebulosa en expansión de partículas y radiación.

Las estrellas de neutrones son una especie de sol zombi ultradenso que se forma cuando una estrella agota su combustible y colapsa sobre sí misma debido a la fuerza de su propia gravedad. Si fueran más densos, serían agujeros negros.

Pearce dice que si bien la detección de los rayos X del cangrejo es un asunto de rutina para los satélites de investigación, examinar la polarización de estas emisiones, es decir, el plano en el que oscilan las ondas de radiación es un territorio nuevo.

"Las estrellas de neutrones son objetos fascinantes, "Dice Pearce." El púlsar del Cangrejo gira alrededor de un eje 30 veces por segundo produciendo destellos de rayos X, una especie de faro cósmico. Los rayos X surgen de la aceleración de electrones en campos magnéticos intensos (10 billones de veces más fuertes que el campo magnético terrestre), hasta energías típicamente cien veces más altas que las que se pueden obtener en el acelerador del LHC ".

En el artículo publicado en Informes científicos el 10 de agosto de 2017, Se arroja nueva luz sobre el púlsar a través de medidas novedosas realizadas por un telescopio a bordo de un globo, PoGO + ("PoGO plus"), volado en la cima de la atmósfera en el verano de 2016.

Al igual que la luz visible o las ondas de radio, Los rayos X son electromagnéticos y pueden polarizarse, o en otras palabras, el campo eléctrico puede oscilar en un plano específico. Generalmente, la polarización no se puede medir con telescopios de rayos X, por lo que los investigadores se pierden parte de la información transportada por estos mensajeros de rayos X, Pearce dice. La misión PoGO + fue desarrollada específicamente para medir la polarización de los rayos X del Cangrejo y otros cuerpos celestes, con el objetivo de abrir una nueva ventana de observación sobre estos objetos.

Dado que los rayos X son fácilmente absorbidos por la atmósfera terrestre, las observaciones deben tener lugar en lo alto de la estratosfera. En las primeras horas del 12 de julio de 2016, un enorme, Un globo de helio de 1,1 millones de metros cúbicos que lleva un telescopio especialmente construido fue lanzado desde el Centro Espacial SSC Esrange, cerca de Kiruna en el norte de Suecia, para hacer precisamente eso.

Las mediciones de PoGO son las primeras que se realizan en la denominada banda de "rayos X duros", cubriendo el rango de energía 20-160 keV, y proporcionar nuevos datos para el modelado Crab. Los resultados de las misiones PoGO son los primeros de una misión de polarimetría de rayos X dedicada en más de 40 años. PoGO + revela que una fracción relativamente alta, 21 por ciento, de los rayos X del Cangrejo están polarizados a pesar de que las observaciones abarcaron tanto el púlsar como la nebulosa topológicamente compleja.

Pearce dice que esto indica que los rayos X se originan en una región compacta con un campo magnético bien ordenado. "El ángulo del plano de polarización está alineado con el eje de rotación del púlsar, como se esperaba para los electrones que generan rayos X a través de procesos de sincrotrón mientras están atrapados en trayectorias toroidales alrededor del púlsar, ", dice." Al determinar con precisión la hora de llegada de los rayos X, PoGO + pudo distinguir entre los rayos X que se originan en la nebulosa y el púlsar ".

Se descubrió que la emisión general estaba dominada por la nebulosa. La comparación del ángulo de polarización de la nebulosa medido con el medido en longitudes de onda ópticas también indica que el sitio de emisión está asociado con el toro, una estructura luminosa en forma de rosquilla en la parte interior de la nebulosa. Pearce dice que el ángulo de polarización más bajo visto para el púlsar está en línea con los resultados en longitudes de onda ópticas, una confirmación importante de que estas mediciones más directas son un proxy razonable para los modelos de rayos X. Los resultados de polarización de PoGO + son compatibles con los obtenidos en 2013 del PoGOLite Pathfinder.

La coherencia entre estos resultados puede ayudar a dilucidar la causa de los aumentos repentinos en la intensidad de los rayos X del cangrejo que se observaron recientemente. Tales llamaradas fueron inesperadas para un objeto que durante mucho tiempo se consideró una vela estándar celestial para rayos X.