Un telescopio de agujeros negros capta el Sol en rayos x de alta energía


El Pais

Las emisiones en rayos X de alta energía en el Sol se aprecian en esta imagen compuesta que sobrepone los datos del telescopio NuSTAR a los del SDO, ambos de la NASA. / NASA/JPL-Caltech/GSFC

Un telescopio de la NASA, el NuSTAR, diseñado y lanzado al espacio para observar agujeros negros, restos de supernova y otros fenómenos extremos en el universo, ha sido apuntado hacia un objeto mucho más corriente y cercano a la Tierra: el Sol. Se ha obtenido así la primera imagen de la estrella del Sistema Solar en rayos X de alta energía. Se trata de una foto sobrepuesta a otra tomada por el telescopio solar SDO, y en ella se aprecian emisiones de gas que superan los tres millones de grados centígrados.

Imagen de dos telescopios

La nueva foto del Sol, con datos del telescopio NuSTAR combinados con una imagen tomada por el  observatorio solar SDO, muestra en verde y azul las emisiones solares de alta energía (el verde corresponde a energías de entre 2 y 3 kiloelectronvoltios y el azul, entre 3 y 5 kiloelectronvoltios). El rojo corresponde a la luz ultravioleta captada por el SDO y desvela la presencia de material a baja temperatura en la atmósfera solar que está a un millón de grados, explica Caltech. Esta imagen desvela que parte de la emisiones más caliente captadas por el NuSTAR procede de localizaciones diferentes en las regiones activas de la corona de las de emisión más fría que capta el SDO.

“El NuSTAR nos dará una visión única del Sol, desde las partes más profundas hasta su atmósfera”, afirma David Smith, físico solar miembro del equipo del telescopio en la Universidad de California en Santa Cruz. Los científicos creen que con este observatorio podrían captar hipotéticas nanollamaradas solares.

La idea de apuntar el NuSTAR hacia el Sol surgió hace unos siete años, antes incluso de que el telescopio fuera lanzado al espacio (en junio de 2012), pero entonces pareció una propuesta descabellada, informa la NASA en un comunicado. “Al principio pensé que era una idea loca”, comenta Fiona Harrison, del Instituto de Tecnología de California (Caltech). “¿Por qué íbamos a apuntar hacia algo que está en nuestro patio trasero el telescopio de rayos X de alta energía más sensible que se ha construido jamás, diseñado para observar el universo profundo?”. Pero la idea fue ganando adeptos y acabó aprobándose.

No todo telescopio de rayos X puede permitirse mirar al Sol, que es demasiado brillante, por ejemplo, para el observatorio espacial Chandra, cuyos detectores resultarían afectados si lo intentara. Pero el NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) no corre ese riesgo porque el Sol no es tan brillante en el rango de alta energía de rayos X para el que están diseñados sus detectores, y eso depende de la temperatura de la atmósfera solar, explican los expertos.

La temperatura de la capa más externa de la atmósfera solar desconcierta a los científicos. Su media está en torno al millón de grados centígrados, mientras que la superficie de la estrella ronda los 6.000 grados. No hay una explicación definitiva sobre este fenómeno. Es como si salieran llamas de cubitos de hielo, dicen los expertos del Jet Propulsion Laboratory (JPL), institución dependiente de Caltech que gestiona la misión NuSTAR para la NASA. Y este observatorio puede ayudar a resolver el enigma si llega a captar unas hipotéticas nanollamaradas que, de existir y en combinación con las llamaradas normales, podrían ser la fuente de ese alto calor en la corona. Las nanollamaradas serían versiones pequeñas de las bien conocidas llamaradas, que se generan en gigantescas erupciones de partículas cargadas y radiación de alta energía asociadas a las manchas solares. “El NuSTAR será muy sensible a la más leve actividad en rayos X que se produzca en la atmósfera solar, y eso incluye posibles nanollamaradas”, señala Smith.

Ilustración del telescopio NuSTAR, con el mástil desplegado de 10 metros de longitud para separar los modulo ópticos de los detectores. / NASA/JPL-Caltech

El Sol está ahora en su pico de actividad del actual ciclo de manchas (de unos 11 años de duración), que es el número 24 desde que comenzó su registro sistemático en 1755. Por ellos los especialistas confían en que obtendrán mejores datos en futuras imágenes, cuando la estrella se calme, señala Smith.

El NuSTAR, una misión pequeña de la NASA y de bajo coste (unos 140 millones de euros) en la que participan varias universidades e institutos de investigación estadounidenses, la Universidad Técnica de Dinamarca y la Agencia Italiana del Espacio (ASI), está en órbita casi ecuatorial alrededor de la Tierra, a poco más de 600 kilómetros de altura. Sus objetivos científicos esenciales son hacer un censo de estrellas colapsadas y agujeros negros de diferentes tamaños mediante la observación de regiones alrededor del centro de la Vía Láctea, pero asomándose también al cielo extragaláctico; cartografiar el material sintetizado en remanentes de supernovas jóvenes para comprender cómo se crean elementos químicos; y ayudar a desvelar qué alimenta los chorros relativistas de partículas que emergen de las galaxias activas más extremas que alojan agujeros negros supermasivos.

Un telescopio mide la ‘niebla’ de luz de todas las estrellas que han brillado


El Pais

  • Los cálculos de los astrónomos indican que la distancia media entre los astros en el universo es de 4.150 años luz

Localización de las 150 fuentes de rayos gamma utilizados como ‘faros’ en el estudio de la ‘niebla’ de luz estelar hecho por el telescopio ‘Fermi’, con el plano de la Vía Galaxia en el centro, en rojo y amarillo. / NASA / DOE / Fermi

 “La luz visible y ultravioleta de las estrellas sigue viajando por el universo incluso después de que hayan dejado de brillar, lo que crea un campo de radiación fósil que podemos explorar utilizando los rayos gamma de fuentes lejanas”, dice el científico Marco Ajello. Es una especie de niebla de luz estelar y un grupo de investigadores ha logrado medirla con la mayor precisión hasta la fecha gracias a un telescopio espacial, el Fermi, dedicado a las fuentes de rayos gamma. Así, han podido determinar que hay como media 1,4 estrellas en cielo por 100.000 millones de años luz cúbicos y que la distancia media entre una estrella y otra es de 4.150 años luz.

Los astrónomos denominan “fondo de luz extragaláctica” a la suma de toda la luz estelar en el cielo y para los rayos cósmicos ese fondo es como una niebla para la luz de un faro, explica la NASA. Ajello y sus colegas, liderados por M.Ackermann, han observado un tipo especial de faros cósmicos llamados blazar para explorar la niebla de luz estelar, y dan a conocer sus resultados en la revista Science.

Los blazar son galaxias que tienen en su centro agujeros negros supermasivos de los que parte de la materia que va cayendo en ellos sale disparada, acelerada casi a la velocidad de la luz en chorros con direcciones opuestas. Si uno de esos chorros está orientado hacia la Tierra, la galaxia resulta especialmente brillante cuando se observa desde aquí. Es decir, los blazar son en esta investigación los haces de la luz (en forma de rayos gamma) de los faros en la niebla (de la luz estelar).

El estudio, con 150 blazar, ha permitido calcular la atenuación de los rayos gamma (por los fotones de la luz de las estrellas que la emitieron antes) al recorrer diferentes distancias en el universo. Y han observado blazar en el cielo hasta distancias que corresponden al universo de hace 9.600 millones de años (el universo tiene ahora unos 13.700 millones de años). Así, con estos faros cósmicos han logrado estimar la densidad de la niebla y calcular la densidad media de estrellas, así como la distancia media entre ellas.

“Estos resultados del Fermi abren la posibilidad de acotar el primer período de formación estelar en el cosmos y, por tanto, despliegan el escenario para el futuro telescopio espacial James Webb: el Fermi nos está proporcionando una sombra de las primeras estrellas mientras que el James Webb las detectará directamente”, explica Volker Bromm, astrónomo de la Universidad de Texas, en el comunicado de la NASA.