Los científicos revelan cómo se ve el cielo en visión de rayos X: ScienceAlert

Los científicos revelan cómo se ve el cielo en visión de rayos X: ScienceAlert

Hay un viejo tropo en la ciencia ficción en el que alguien de repente obtiene visión de rayos X y mira a través de objetos sólidos. Esto resulta ser una imposibilidad física con nuestros globos oculares Mark I. Sin embargo, los astrónomos han encontrado una manera de solucionar este desafío al permitirnos estudiar el Universo con visión de rayos X.

Se llama astronomía de rayos X y existe desde hace 60 años. Revela algunos de los eventos y objetos más enérgicos y violentos del cosmos. Estos incluyen cosas como cuásares brillantes, explosiones de supernovas, flujos de gas caliente entre galaxias y estrellas jóvenes calientes.

Recientemente, los astrónomos del consorcio eROSITA del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre anunciaron el último tesoro de datos de rayos X del estudio eROSITA. Cubre la mitad del cielo radiológico y revela información sobre 900.000 fuentes distintas de rayos X.

Esto es más que cualquier otro jamás detectado en las décadas de historia de la astronomía de rayos X, incluidos los descubrimientos realizados con Chandra y otros observatorios en órbita.

Esta imagen muestra la mitad del cielo en rayos X, proyectado sobre un círculo con el centro de la Vía Láctea a la izquierda y el plano galáctico horizontal. Los fotones estaban codificados por colores según su energía (rojo para energías de 0,3 a 0,6 keV, verde para 0,6 a 1 keV, azul para 1 a 2,3 keV). (MPE, J. Sanders/consorcio eROSITA)

Acerca de eROSITA

eROSITA es un telescopio de imágenes de rayos X suaves a bordo del satélite Spectrum-RG. Su primer estudio del cielo, llamado eRASS1, se llevó a cabo durante 7 meses a partir del 12 de diciembre de 2019.

En su configuración más sensible, el telescopio detectó 170 millones de fotones de rayos X. Esto permitió a las cámaras medir sus energías y tiempos de llegada.

El equipo de astronomía, dirigido por el investigador principal Andrea Merloni, ha compilado un catálogo inicial de datos. También han publicado más de 50 nuevos artículos científicos basados ​​en sus hallazgos.

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Tras completar este primer estudio, el instrumento realizó tres exploraciones más de todo el cielo entre junio de 2020 y febrero de 2022. Este enorme tesoro de datos de rayos X pronto estará disponible. El siguiente vídeo explica la misión con más detalle.

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El tesoro de las fuentes de rayos X de eROSITA

La astronomía de rayos X se centra en objetos y eventos calientes y energéticos del Universo. Estos serían los núcleos de galaxias (donde acechan agujeros negros supermasivos), explosiones de supernovas, estrellas recién nacidas y otros lugares donde la materia se calienta a altas temperaturas.

Este conjunto de datos preliminar de eRASS1 identifica aproximadamente 710.000 agujeros negros supermasivos, 180.000 estrellas emisoras de rayos X en la Vía Láctea y 12.000 cúmulos de galaxias. También cubre un pequeño número de otras fuentes exóticas, como estrellas binarias que emiten rayos X, restos de supernovas, púlsares y otros objetos.

«Estas son cifras alucinantes para la astronomía de rayos X», dice Andrea Merloni, investigador principal de eROSITA y primer autor del artículo del catálogo de eROSITA. «Detectamos más fuentes en 6 meses que las grandes misiones emblemáticas XMM-Newton y Chandra en casi 25 años de actividad».

La primera publicación de datos de eROSITA es una mirada rica y «multicapa» del cielo con múltiples energías de rayos X. Cada nivel de energía les dice a los astrónomos algo sobre los objetos y eventos que emiten rayos X. Y, para cada conjunto de imágenes y datos, el El consorcio proporciona más información.

Hay listas de clases de fuentes, posiciones en el cielo, energías y tiempos precisos de llegada de los fotones al instrumento.

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«Hemos hecho enormes esfuerzos para publicar datos y software de alta calidad», añadió Miriam Ramos-Ceja, quien dirige el equipo de operaciones de eROSITA. «Esperamos que esto amplíe la base de científicos de todo el mundo que trabajan con datos de alta energía y ayude a ampliar las fronteras de la astronomía de rayos X».

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Recortes que muestran detalles de vistas de rayos X del cielo de la Tierra.
Imagen de rayos X de eROSITA con el filamento recién descubierto entre dos cúmulos de galaxias. La distribución de las galaxias (contornos blancos, arriba a la izquierda), como se ve en el Two Micron All Sky Survey, sigue una estructura de filamentos. En la simulación SLOW, diseñada para reproducir las características principales del universo local, también se reproduce este sistema individual con los dos cúmulos y la espina del filamento. (Dietl et al.2024)

Centrarse en objetos radiológicos específicos.

Los objetivos científicos de eROSITA son utilizar rayos X para detectar el medio intergaláctico caliente de entre 50 y 100.000 cúmulos y grupos de galaxias. También examina los gases calientes presentes en los filamentos entre ellos. Estos filamentos brillan en los rayos X.

El instrumento también es responsable de detectar agujeros negros acumulados ocultos en galaxias. Finalmente, estudió la física de las fuentes de rayos X galácticos (que incluyen estrellas anteriores a la secuencia principal, restos de supernovas y rayos X binarios).

Al menos uno de los artículos publicados con los nuevos datos de la encuesta utiliza datos de rayos X para limitar los modelos cosmológicos que utilizan cúmulos de galaxias. En una imagen publicada, vemos un filamento de material descubierto recientemente.

Se extiende entre una parte del cúmulo de galaxias Abell 3667 y el cúmulo vecino Abell 3651. Esto podría ayudar a los astrónomos a determinar cuánta materia hay presente en el llamado «medio intergaláctico caliente». Proporciona información sobre la formación de estructuras a gran escala (como cúmulos de galaxias) en el Universo.

El cercano cúmulo de galaxias Virgo también aparece en el estudio eRASS1 y permite el estudio de estructuras filamentosas a gran escala. Los astrónomos desean especialmente comprender los efectos físicos que tienen lugar en la periferia de estos enormes cúmulos de galaxias.

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Utilizando los nuevos datos de la encuesta, junto con otras imágenes de todo el cielo, un equipo científico exploró la estructura de la periferia del cúmulo. Esto incluía emisiones de alta energía alrededor de galaxias y grupos dentro del cúmulo. También estudiaron una «extensión de rayos X» de 320 kiloparsecs cerca de la galaxia M49.

Recorte que muestra detalles del cúmulo de Virgo en rayos X.
Esta imagen de rayos X muestra la extensión total del cúmulo de Virgo en rayos X vistos por eROSITA. La mancha blanca brillante en el centro es la galaxia central M87. El brumoso resplandor blanco alrededor de M87 es el gas muy caliente entre las galaxias. Se extiende más en algunas direcciones que en otras y no es circular. Esta es una prueba de que el cúmulo de Virgo todavía se está formando. (McCall et al.2024)

Trabajo pasado y futuro de eROSITA

eROSITA ha permitido un gran salto adelante en la astronomía de rayos X desde su lanzamiento en junio de 2019. Comenzó a operar en octubre del mismo año, proporcionando visión del cosmos en rayos X de alta resolución. Mientras escaneaba el cielo, vislumbró cambios en un quásar distante llamado SMSS J114447.77-430859.3.

Estos cambios proporcionan algunas pistas sobre el crecimiento del agujero negro en el corazón del cuásar. Observó cambios en las variaciones de brillo en el núcleo del cuásar, lo que indica que el agujero negro se traga parte del material que se desvía hacia su horizonte de sucesos. Otros materiales escapan en forma de fuertes vientos.

El instrumento también detectó un agujero negro recién formado en el Universo temprano y rastreó la existencia de gases calientes alrededor de nuestra Vía Láctea. El instrumento se encendió por primera vez el 22 de octubre de 2019. Actualmente, se encuentra en modo seguro y los técnicos están evaluando su salud y condición.

Este artículo fue publicado originalmente por El universo hoy. Leer el artículo original.

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