domingo, 30 de noviembre de 2014

"Lo mejor del cielo" en rayos gamma


Hace doce años la ESA lanzó un sofisticado e innovador telescopio espacial para ver el lado más energético del universo: INTEGRAL. Para celebrar el cumpleaños de INTEGRAL, que además es la misión científica de la ESA con más participación española, tres de los científicos de su equipo en ESAC -el centro de la ESA en Villanueva de la Cañada, Madrid- explican aquí lo que más les ha sorprendido descubrir a lo largo de estos años. ¡Feliz cumpleaños, INTEGRAL!

En sus doce años de vida INTEGRAL ha observado agujeros negros devorando materia; el choque entre materia y antimateria cerca del centro de nuestra galaxia; o las explosiones de rayos gamma, las más potentes que se conocen. Ha detectado más de 600 nuevas fuentes que emiten en rayos X y  gamma, y en casi la mitad de ellas ha logrado además esclarecer qué son. Las observaciones de INTEGRAL han dado lugar a más de 800 publicaciones en revistas científicas y a un centenar de tesis doctorales. 

El equipo de INTEGRAL en ESAC se ocupa de definir y planificar las observaciones científicas, lo que incluye la configuración de los instrumentos del telescopio para cada observación.


 El pasado enero Erik Kuulkers, el jefe científico de INTEGRAL, tuvo que tomar “una de las decisiones más difíciles de su carrera”: interrumpir las observaciones -cuidadosamente planificadas desde ESAC- para apuntar el telescopio hacia una estrella que acababa de explotar como supernova. En realidad la explosión se había producido hace 11.5 millones de años, pero su luz acababa de llegar a la Tierra desde la galaxia vecina M82. Por lejana que parezca -11,5 millones de años luz-, es la supernova más próxima detectada en las últimas cuatro décadas, y la difícil decisión de Kuulkers resultó acertada.

Tras 81 días de observación -¡nada menos!- INTEGRAL detectó los núcleos radioactivos que, según predice la teoría, se forman en la explosión de estas supernovas. Se confirmaba así que en esta clase de fenómenos el objeto que estalla es una enana blanca, una estrella muerta muy densa en la que una cantidad de materia equivalente a nuestro Sol se concentra en un volumen como el de la Tierra. Este es el descubrimiento favorito de Kuulkers.

“Hay muy pocas de estas supernovas, pero entenderlas es esencial porque la medida de distancias en el cosmos se basa en ellas. INTEGRAL ha tenido que esperar más de 11 años para observar una. Sus resultados constituyen un importante legado para la ciencia”, dice Kuulkers.

Equipo de Integral en ESAC
“Mi favorito, que no es lo mismo que 'el más importante', es el descubrimiento de las fuentes súper-rápidas transitorias de rayos X”, dice Peter Kretschmar, jefe de operaciones de INTEGRAL. “Con ellos nos dimos cuenta de la existencia de un tipo de objetos totalmente desconocido hasta ahora, como si se descubriera de pronto una nueva especie animal en una zona de la que creías saber lo más importante”.

Las fuentes súper-rápidas transitorias de rayos X son sistemas binarios, integrados por un objeto compacto muy denso, como un agujero negro, y una estrella compañera 'supergigante ' cientos de miles de veces más brillante que el Sol. El objeto compacto roba material de la súpergigante, y de vez en cuando emite una llamarada de radiación de alta energía, unestallido de rayos X. Se conocían otras fuentes que también producen estallidos de rayos X, pero en estanueva clase el aumento de brillo dura apenas unas horas; después, el objeto se vuelve invisible de nuevo. Esta brevedad explica que estas fuentes hayan permanecido ocultas hasta ahora.

¿Qué produce el estallido? Aún no está claro. Pero lo más importante, para Kretschmar, es que las observaciones de INTEGRAL “han obligado a revisar lo que sabemos de la física de estos sistemas, en general”.

Aunque hay otros telescopios espaciales que, como INTEGRAL, detectan rayos gamma, los instrumentos y la órbita de INTEGRAL lo hacen único, capaz de extraer la máxima cantidad de información de los fenómenos astronómicos más energéticos. No habrá otro telescopio con capacidades similares a las de INTEGRAL en los próximos 15 años como mínimo.

Este es el hallazgo seleccionado por Celia Sánchez, científica de operaciones de INTEGRAL: “La mayoría de los elementos químicos que encontramos en nuestro planeta formaron parte de una estrella en algún momento muy lejano, y son el resultado de la fusión nuclear de elementos químicos más ligeros. Durante estos procesos de fusión, que los astrónomos conocemos como nucleosíntesis, se generan isótopos radioactivos, que emiten rayos gamma y pueden ser estudiados con INTEGRAL. Así se ha descubierto que uno de los isótopos más abundantes en el plano de la Vía Láctea, el Aluminio 26 -¡que tiene una vida media de nada menos que un millón de años!- se mueve a grandes velocidades en el medio interestelar (200 km/h mas rápido que el gas que le rodea).

“Este resultado nos ha permitido entender mejor los procesos por los que las estrellas más masivas expulsan nuevos elementos químicos que enriquecen el espacio, y acaban formando parte de nuevas generaciones de estrellas”.

Enlace original: ESA.

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