Una enigmática fuente de rayos X revelada como parte de un proyecto de minería de datos para estudiantes de secundaria muestra avenidas inexploradas escondidas en el vasto archivo del Observatorio de rayos X XMM-Newton de la ESA.

Cuando se lanzó XMM-Newton en 1999, la mayoría de los estudiantes que están terminando la escuela secundaria hoy ni siquiera nacieron. Sin embargo, el observatorio de rayos X de la ESA, que tiene casi dos décadas de antigüedad, tiene muchas sorpresas que explorar la próxima generación de científicos.

Una muestra de nuevos descubrimientos se dio a conocer en una reciente colaboración entre científicos del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) en Milán. Italia, y un grupo de estudiantes de duodécimo grado de una escuela secundaria en las cercanías de Saronno.

La fructífera interacción fue parte del proyecto Explorando el cielo transitorio y variable de rayos X, EXTraS, un estudio de investigación internacional de fuentes variables de los primeros 15 años de observaciones de XMM-Newton.

"Recientemente publicamos el catálogo EXTraS, que incluye todas las fuentes de rayos X, aproximadamente medio millón, cuyo brillo cambia con el tiempo según lo observado por XMM-Newton, y enumera varios parámetros observados para cada fuente, "dice Andrea De Luca, uno de los científicos que coordinó el proyecto estudiantil.

"El siguiente paso fue profundizar en este vasto conjunto de datos y encontrar fuentes potencialmente interesantes, y pensamos que este sería un desafío emocionante para una pasantía de estudiantes, "agrega Andrea.

Los científicos del INAF en Milán han estado cooperando con las escuelas locales durante algunos años, acoger a varios grupos de estudiantes en el instituto durante un par de semanas e integrarlos en las actividades de los distintos grupos de investigación.

"Para este proyecto en particular, los estudiantes recibieron una introducción sobre astronomía y las fuentes exóticas que estudiamos con telescopios de rayos X, así como un tutorial sobre la base de datos y cómo usarla, "explica Rubén Salvaterra, otro científico involucrado en el programa.

"Una vez que estuvieron listos para explorar el archivo de datos, demostraron ser muy eficaces e ingeniosos ".

Los seis estudiantes analizaron alrededor de 200 fuentes de rayos X, mirando su curva de luz, un gráfico que muestra la variabilidad del objeto a lo largo del tiempo, y verificando la literatura científica para verificar si ya se han estudiado.

Finalmente, identificaron un puñado de fuentes que exhiben propiedades interesantes:un poderoso destello, por ejemplo, que no había sido informado previamente por otros estudios.

"Una de las fuentes se destacó por ser especialmente intrigante, "dice Andrea.

Con el destello más corto de todos los objetos analizados, esta fuente parece estar ubicada en el cúmulo globular NGC 6540, un grupo denso de estrellas, y no se había estudiado antes.

Después de presentar sus hallazgos a los científicos en un seminario, los estudiantes volvieron a la escuela. Pero el trabajo de Andrea, Rubén y colaboradores apenas habían comenzado.

"La fuente identificada por los estudiantes muestra cambios de brillo como ningún otro objeto conocido, así que empezamos a buscar más en detalle "dice Rubén.

Una fuente de rayos X de baja luminosidad, XMM-Newton vio que se iluminaba hasta 50 veces su nivel normal en 2005, y volver a caer rápidamente después de unos cinco minutos.

Estrellas como nuestro sol brillan moderadamente en rayos X, y en ocasiones sufren llamaradas que potencian su brillo como el observado en esta fuente. Sin embargo, estos eventos normalmente duran mucho más, hasta unas pocas horas o incluso días.

Por otra parte, Se observan estallidos cortos en sistemas estelares binarios que albergan un remanente estelar denso, como una estrella de neutrones, pero estas efusiones de rayos X se caracterizan por una luminosidad mucho mayor.

"Este evento desafía nuestra comprensión de los estallidos de rayos X:demasiado corto para ser un destello estelar ordinario, pero demasiado débil para vincularse a un objeto compacto, "explica el colaborador Sandro Mereghetti, autor principal del artículo que presenta los resultados.

Otra posibilidad es que la fuente sea un binario llamado cromosféricamente activo, un sistema dual de estrellas con intensa actividad de rayos X causada por procesos en su cromosfera, una capa intermedia en la atmósfera de una estrella. Pero incluso en este caso, no coincide con las propiedades de ningún objeto conocido de esta clase.

Los científicos sospechan que esta fuente peculiar no es única, y que otros objetos con propiedades similares están al acecho en el archivo XMM-Newton pero aún no han sido identificados debido a la combinación de baja luminosidad y corta duración de la llamarada.

"El estudio sistemático de variabilidad que llevó a la compilación del catálogo EXTraS, junto con este primer intento de minería de datos, sugiere que hemos abierto un nuevo ventana inexplorada sobre el universo de rayos X, "agrega Sandro.

El equipo planea estudiar la fuente recientemente identificada con mayor detalle para comprender mejor su naturaleza. mientras busca objetos más similares en el archivo.

"Es emocionante encontrar joyas ocultas como esta fuente en el archivo XMM-Newton, y que los estudiantes jóvenes nos ayudan a encontrarlos mientras aprenden y se divierten, "concluye Norbert Schartel, Científico del proyecto XMM-Newton en la ESA.