Cygnus X-3 revelado como una fuente galáctica de rayos X ultraluminosos
Por: Universidad de Turku.
24 de junio de 2024
Vista del agujero negro en un sistema binario de rayos X. Los rayos X se reflejan en la superficie interna del potente chorro que rodea el agujero. Crédito de la imagen: Alexander Mushtukov.
Los nuevos hallazgos, de un equipo internacional que utilizó la sonda espacial Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) de la NASA, describen cómo un sistema binario de rayos X ubicado a unos 24.000 años luz de distancia en nuestra galaxia, está amplificando sus emisiones de rayos X en una cavidad en forma de embudo que rodea al probable agujero negro; desvelando que Cygnus X-3 es en realidad una fuente oculta de rayos X ultraluminosos.
Las binarias de rayos X son sistemas intrigantes que consisten en dos cuerpos celestes: una estrella normal y un objeto compacto “y muerto”, como un agujero negro o una estrella de neutrones que absorbe material de su compañera estelar. Hasta ahora se han identificado unos cientos de fuentes de este tipo en nuestra galaxia. Cuando se trata de los fenómenos más poderosos del universo, la liberación de energía gravitacional en sistemas binarios de rayos X destaca como un proceso altamente eficiente.
Entre los primeros sistemas binarios de rayos X descubiertos en el cosmos se encuentra el sistema Cygnus X-3. Desde principios de la década de 1970, este sistema binario se destacó por su capacidad de emerger brevemente como una de las fuentes de radio más intensas, pero en unos pocos días se atenúa o desaparece por completo. Esta peculiar característica impulsó los primeros esfuerzos, coordinados mediante llamadas telefónicas, para unir las observaciones astronómicas en todo el mundo.
El comportamiento único del sistema durante estos eventos de corta duración y alta energía, que contrasta con su naturaleza “normal”, llevó a que el astrónomo RM Hjellming lo bautizara en 1973 como el “rompecabezas astronómico Cygnus X-3”. Desde entonces, se han hecho numerosos esfuerzos para comprender su naturaleza. El avance para desentrañar este rompecabezas se ha logrado gracias al estudio de este sistema con el IXPE que fue lanzado por la NASA en diciembre de 2021.
Según Alexandra Veledina, investigadora de la Academia de la Universidad de Turku en Finlandia y autor principal del estudio, el uso de visión polarizada de rayos X ha proporcionado información sobre la configuración de la materia que rodea al objeto compacto más cercano al agujero negro. "Hemos descubierto que el objeto compacto está rodeado por una envoltura de materia densa y opaca. La luz que observamos es un reflejo de las paredes internas del embudo formadas por el gas circundante, que se asemeja a una taza con un interior de espejo", explica Veledina.
Esta revelación ha llevado a la identificación de Cygnus X-3 como miembro de la clase de fuentes de rayos X ultraluminosas (ULX), que consumen materia a un ritmo tan gigantesco que una fracción considerable del material que cae no cabe en su interior, se emite lejos del sistema. “Los ULX suelen observarse como puntos luminosos en las imágenes de galaxias distantes, con sus emisiones amplificadas por los efectos de enfoque del embudo que rodea al objeto compacto, actuando de manera similar a un megáfono”, explica Juri Poutanen, profesor del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Turku y coautor de la investigación.
“Sin embargo, debido a las enormes distancias a estas fuentes, miles de veces más allá del alcance de la Vía Láctea, parecen relativamente débiles para los telescopios de rayos X. Nuestro descubrimiento ha revelado ahora una contraparte brillante de estos ULX distantes que residen dentro de nuestra propia galaxia”, afirma Poutanen. Los investigadores creen que este importante hallazgo marca un nuevo capítulo en la investigación de esta extraordinaria fuente cósmica, ofreciendo una oportunidad para una exploración en profundidad del consumo extremo de materia.
Fuente:
https://phys.org/news/2024-06-astronomers-ray-binary-hidden-ultraluminous.html