Captan la mayor energía cósmica conocida

La Nebulosa del Cangrejo, restos de la explosión de una estrella (una supernova) que fue observada por astrónomos chinos y árabes en el año 1054, es la fuente de emanación de una energía que es mucho mayor de lo que señalan los modelos teóricos de la Física. El foco energético, a unos 6.300 años luz del Sol, se encuentra en su centro y es un púlsar, denominado PSR0531+121, que gira sobre sí mismo a 30 revoluciones por segundo.Este pulsar, según han observado los astrónomos, emite radiaciones de rayos gamma con una energía que supera los 100.000 millones de electrovoltios (100 GeV), un millón de veces más que los rayos X de una radiografía médica y 100.000 millones de veces más que la luz. Hasta ahora, la máxima energía que se había detectado no superaba 25.000 GeV, cuatro veces menos.

El hallazgo, que se ha realizado observando por el radiotelescopio Veritas, situado en el Observatorio Fred Lawrence Whipple, en Tucson (Estados Unidos), en funcionamiento desde 2007, precisamente para captar altas radiaciones cósmicas como está. Aún así, los astrónomos no imaginaban que existiera tanta potencia energética en el Universo: "Si hace un año pregunta a los teóricos si veríamos rayos gamma de un púlsar con esta energía, casi todos le habrían dicho que era imposible porque ninguna teoría la puede explicar", ha declarado Martin Schroedter, del Centro de Astrofísica Smithsoniano (Universidad de Harvard).

Otro de los autores, Nepomuk Otte, un postdoctorando de la Universidad de california, reconoce que algunos colegas pensaron que estaba loco cuando se puso a buscar emisiones del púlsar de la Nebulosa en ese rango de energía, pero el persistió en su idea. "Ahora, los nuevos resultados nos ponen otro reto, que es averiguar cómo se genera esos rayos gamma", adelante Otte.Los astrónomos observaron los rayos gamma de alta energía con espejos capaces de detectar flashes débiles, breves destellos de luz azulada producidos por partículas subatómicas que se generan en la interacción de los rayos gamma de muy alta energía con la atmósfera.

Fuente

La Nebulosa del Cangrejo (también conocida como M1, NGC 1952, Taurus A y Taurus X-1) es un resto de supernova de tipo plerión resultante de la explosión de una supernova en el año 1054 (SN 1054). La nebulosa fue observada por vez primera en el año 1731 por John Bevis. Es el resto de una supernova que fue observada y documentada, como una estrella visible a la luz del día, por astrónomos chinos y árabes el 5 de julio del año 1054. La explosión se mantuvo visible durante 22 meses. Con este objeto, Charles Messier comenzó su catálogo de objetos no cometarios. Situado a una distancia de aproximadamente 6.300 años luz (1.930 pc2 ) de la Tierra , en la constelación de Tauro, la nebulosa tiene un diámetro de 6 años luz (1,84 pc) y su velocidad de expansión es de 1.500 km/s. El centro de la nebulosa contiene un púlsar, denominado PSR0531+121, que gira sobre sí mismo a 30 revoluciones por segundo, emitiendo también pulsos de radiación que van desde los rayos gamma a las ondas de radio. El descubrimiento de la nebulosa produjo la primera evidencia que concluye que las explosiones de supernova producen pulsares. La nebulosa sirve como una fuente de radiación útil para estudiar cuerpos celestes que la ocultan. En las décadas de 1950 y 1960, la corona solar fue cartografiada gracias a la observación de las ondas de radio producidas por la Nebulosa del Cangrejo que pasaban a través del Sol. Más recientemente, el espesor de la atmósfera de Titán, satélite de Saturno, fue medido conforme bloqueaba los rayos X producidos por la nebulosa.

La Nebulosa del Cangrejo fue observada por primera vez en 1731 por John Bevis y redescubierta independientemente en 1758 por Charles Messier mientras observaba el paso de un cometa brillante. Messier la catalogó como la primera entrada de su catálogo de objetos celestes no cometarios, llamado hoy en día Catálogo Messier. William Parsons, tercer conde de Rosse, observó la nebulosa en el Castillo de Birr en la década de 1840, refiriéndose al objeto como la Nebulosa del Cangrejo , dado que un dibujo que realizó de ésta se asemejaba a un cangrejo.Al inicio del siglo XX, el análisis de las primeras fotografías de la nebulosa tomadas durante el transcurso de varios años revelaron que la nebulosa se expandía. Determinando el origen de la expansión se dedujo que la nebulosa se debía haber formado unos 900 años atrás. Existen documentos históricos que revelan que una nueva estrella suficientemente brillante como para ser visible a la luz del día fue observada en la misma región del cielo por astrónomos chinos y árabes en 1054.5 6 Es posible que la "nueva estrella" brillante fuera observada por los anasazi y registrada en petroglifos.7 Dada su gran distancia y su carácter efímero, esta "nueva estrella" observada por chinos y árabes sólo pudo haber sido una supernova, una enorme estrella en plena explosión, que una vez ha agotado su fuente de energía por medio de fusión nuclear, se colapsa sobre sí misma.Análisis recientes de estos documentos históricos han encontrado que la supernova que creó la Nebulosa del Cangrejo probablemente ocurrió en abril o principios de mayo de 1054, alcanzando su máximo brillo con una magnitud aparente entre −7 y −4,5 en julio, siendo más brillante que cualquier otro objeto celeste en la noche exceptuando la Luna . La supernova fue visible a simple vista aproximadamente durante dos años después de su primera observación.8 Gracias a las observaciones escritas de los astrónomos del Extremo Oriente y Oriente Medio en 1054, la Nebulosa del Cangrejo se convirtió en el primer objeto astronómico donde se pudo reconocer una relación con una explosión de supernova.

En luz visible, la Nebulosa del Cangrejo consiste de una amplia masa de filamentos de forma ovalada, de aproximadamente 6 arcominutos de longitud y una anchura de 4 arcominutos, rodeando una región central de azul difuso (en comparación, la Luna llena cubre 30 arcominutos). Los filamentos son los restos de la atmósfera de la estrella progenitora, y están constituidos principalmente de helio e hidrógeno ionizado, junto con carbón, oxígeno, nitrógeno, hierro, neón y azufre. La temperatura de los filamentos está comprendida entre los 11.000 y los 18.000 K, y su densidad está en torno a las 1.300 partículas por cm³.

En 1953, Iósif Shklovsky propuso la idea según la cual la región azul difusa está principalmente producida por radiación sincrotón, que es la radiación electromagnética generada por los electrones que viajan en trayectorias curvilíneas a velocidades que alcanzan la mitad de la velocidad de la luz.10 Tres años más tarde, la hipótesis fue confirmada por medio de observaciones. En la década de 1960 se descubrió que la causa de las trayectorias curvilíneas de los electrones es el fuerte campo magnético producido por una estrella de neutrones ubicada en el centro de la nebulosa. La Nebulosa del Cangrejo es un ejemplo típico de resto de supernova de tipo pleriónico. Un plerión se caracteriza porque su energía procede de la rotación del púlsar y no del material arrojado al medio interestelar durante la explosión de la supernova. La Nebulosa del Cangrejo se expande a una velocidad de 1.500 km/s,12 medida por el efecto Doppler del espectro de la nebulosa. Por otro lado, las imágenes tomadas con varios años de diferencia muestran la lenta expansión angular aparente en el cielo. Comparando esta expansión angular con la velocidad de expansión determinada por espectroscopía (corrimiento al rojo) se pudo estimar la distancia de la nebulosa respecto el Sol, obteniendo una distancia de aproximadamente 6.300 años luz, y un tamaño de alrededor de 11 años luz para la nebulosa.

Rastreando el origen de la expansión consistentemente, y utilizando su velocidad como se observa hoy en día, es posible determinar la fecha de la formación de la nebulosa, es decir, la fecha de la explosión de la supernova. Haciendo este cálculo se obtiene una fecha que corresponde a varias décadas después del año 1054. Una explicación plausible de este desfase sería que la velocidad de expansión no ha sido uniforme, sino que se ha acelerado después de la explosión de la supernova.13 Esta aceleración sería debida a la energía del púlsar que alimentaría el campo magnético de la nebulosa, la cual se expande y empuja a los filamentos de la nebulosa hacia el exterior.Los cálculos de la masa total de la nebulosa permiten estimar la masa de la estrella progenitora de la supernova. Las estimaciones de la cantidad de materia contenida en los filamentos de la Nebulosa del Cangrejo varían entre una y cinco masas solares;15 aunque otras estimaciones basadas en investigaciones del Púlsar del Cangrejo ofrecen valores diferentes.