Observación de variaciones en señales X blandas

Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio utilizaron métodos numéricos para modelar las variaciones observadas en las señales de rayos X suaves detectadas por radiografía satélites

Para comparar, analizaron datos del Telescopio Suzaku y los compararon con modelos de vientos solares que interactúan con las partes superiores de nuestra atmósfera. Lograron capturar cómo las señales de rayos X suaves variaban con el movimiento orbital del satélite, con implicaciones sobre cómo se pueden hacer predicciones para futuros experimentos con satélites.

Un artículo correspondiente, ‘Modelado de eventos de intercambio de carga de viento solar geocoronal detectados con Suzaku‘, fue publicado en Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Japón.

La complejidad de medir el viento solar

En la década de 1990, el telescopio de rayos X en órbita alemán ROSAT comenzó a detectar grandes variaciones en las señales en la parte suave del espectro de rayos X que duraba aproximadamente un día. Estos eran similares al abundante flujo de rayos X blandos del cometa Hyakutake descubierto casi al mismo tiempo.

Se ha propuesto que se deben al viento solar, las corrientes de partículas cargadas del Sol y cómo interactúan con los iones neutros en los extremos superiores de nuestra atmósfera o geocorona. Observaciones más detalladas en la década de 2000 confirmaron los espectros reveladores de estos eventos, conocidos como eventos de intercambio de carga de viento solar (SWCX), y el mecanismo en sí ha sido ampliamente aceptado.

Sin embargo, modelar cómo el viento solar da lugar a las mediciones realizadas por los telescopios en órbita ha demostrado ser mucho más difícil. Esto requiere capturar con éxito la llegada de los eventos de viento solar, cómo las partículas cargadas interactúan con los átomos neutros y cómo esto afecta la magnetosfera. Además, es necesario analizar cómo estos fenómenos se combinan para dar lugar a la variación de las señales observadas en el tiempo y en el espacio por los satélites.

Hacer un modelo exitoso

El equipo, dirigido por el profesor asociado Yuichiro Ezoe, reunió estos aspectos para producir un modelo capaz de reproducir la variación de las señales de rayos X suaves a lo largo del tiempo.

El equipo se centró en los datos de Suzaku, un satélite telescopio de rayos X lanzado en 2005 por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón. A diferencia de otros satélites, Suzaku se encuentra en una órbita más baja, lo que le permite observar las cúspides polares de la magnetosfera, donde los vientos solares se desvían con fuerza. Una de las fortalezas del trabajo del equipo no es solo la amplia gama de eventos astrofísicos que pueden recopilar, sino cómo se pueden mapear en datos precisos.

El modelo mostró una excelente coincidencia con los datos experimentales, reproduciendo la señal observada hasta un factor de dos, una hazaña impresionante en el campo. Además, podrían producir variaciones de señal particularmente fuertes cuando la línea de visión del satélite se alinea con las cúspides polares. Ha habido algunas excepciones notables, como cuando se observó una gran tormenta geomagnética.

Sin embargo, la reproducción exitosa de las variaciones es muy prometedora para predecir los resultados de la próxima generación de observaciones de rayos X blandos en el espacio.