Potentes llamaradas en la Nebulosa del Cangrejo

La famosa Nebulosa del Cangrejo, remanente de supernova, ha estallado en una enorme llamarada cinco veces más poderosa que cualquier brote visto previamente en ela. El 12 de abril, el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, detectó por primera vez la explosión, que duró seis días.

La nebulosa concentra los restos de una estrella que explotó y cuya luz emitida llegó a la Tierra en el año 1054. Se encuentra a 6.500 años luz de distancia en la constelación de Tauro. En el corazón de una nube de gas en expansión se encuentra lo que queda del núcleo de la estrella original, una estrella de neutrones superdensa que gira 30 veces por segundo. Con cada rotación, los cambios de estrellas intensos emiten haces de radiación hacia la Tierra, la creación de la característica emisión pulsada de estrellas de neutrones en rotación (también conocidas como púlsares).

Aparte de estos pulsos, los astrofísicos creen que la Nebulosa del Cangrejo fue una constante fuente de energía radiación de alta. Pero en enero, científicos asociados a varios observatorios en órbita, incluidos el Fermi de la NASA, y el Swift y Rossi X-ray Timing Explorer, informaron de cambios en el brillo y duración en energías de rayos X.

“La Nebulosa del Cangrejo aloja en su interior una gran variedad de alta energía que sólo ahora estamos apreciando”, dijo Rolf Buehler, miembro de la Gran Área de Fermi Telescope (LAT) del equipo en el Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas y Cosmología, una instalación situada junto al Departamento del Laboratorio del Acelerador Nacional de Energía y la Universidad de Stanford.

Desde 2009, Fermi y el satélite AGILE de la Agencia Espacial Italiana  han detectado varios brotes de rayos gamma de corta duración a energías superiores a 100 millones de electronvoltios (eV) -cientos de veces mayores que las variaciones observadas en la nebulosa en rayos-X. En comparación, la luz visible tiene energías entre 2 y 3 eV.

El 12 de abril, el LAT del Fermi, y más tarde AGILE, detectaron una llamarada que creció alrededor de 30 veces con más energía que la producción normal de la nebulosa y era alrededor de cinco veces más potente que brotes anteriores. El 16 de abril, se detectó una llamarada aún más brillante en erupción, pero un par de días después, la actividad inusual se desvaneció por completo.

“Estas superllamas son los arrebatos más intensos que hemos visto hasta la fecha, y todos ellos son eventos muy desconcertantes”, dijo Alice Harding en del Centro Goddard de Vuelo Espacial en Greenbelt, Md. “Creemos que se deben a reordenamientos súbitos del campo magnético no lejos de la estrella de neutrones, pero dónde suceden exactamente  sigue siendo un misterio. “

Se cree que las emisiones de alta energía de la nebulosa  son el resultado de procesos físicos que aprovechan el rápido giro de la estrella de neutrones. Los teóricos están de acuerdo en que las llamas que surgen se encuentran a un tercio de un año-luz de la estrella de neutrones, pero los esfuerzos para localizarlos con mayor precisión no han tenido éxito hasta ahora.

Desde septiembre de 2010, el Observatorio de rayos X Chandra ha mantenido un seguimiento regular a la nebulosa, en un esfuerzo para identificar el foco de emisión de rayos X asociado con los estallidos. Cuando los científicos del Fermi alertaron a los astrónomos de la aparición de un brote nuevo, Martin Weisskopf y Tennant Allyn Marshall de la NASA Space Flight Center en Huntsville, Alabama, mantuvieron una serie de observaciones previamente planificadas en conjunto con el Chandra.

“Gracias a la alerta del Fermi, tuvimos la suerte de que nuestras observaciones previstas se produjeran cuando las llamaradas más brillantes fueron en rayos gamma”, dijo Weisskopf. ”A pesar de la excelente resolución del Chandra, no se detectó ningún cambio evidente en las estructuras de rayos X en la nebulosa que rodea el púlsar y que podrían estar claramente asociadas con el brote.”

Los científicos creen que las erupciones se producen cuando el intenso campo magnético cercano al púlsar se somete a una reestructuración súbita. Tales cambios pueden acelerar partículas como  electrones a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. A medida que estos electrones de alta velocidad interactúan con el campo magnético, emiten rayos gamma.

Para explicar la emisión observada, los científicos dicen que los electrones deben tener energías 100 veces mayores de las que pueda lograrse en cualquier acelerador de partículas en la Tierra. Esto los convierte en los electrones de más alta energía conocidos asociados a cualquier fuente cósmica. Sobre la subida y  caída en la emisión de rayos gamma durante los estallidos de abril, los científicos estiman que el tamaño de la región que emite debe ser comparable en tamaño al sistema solar.

El Telescopio Fermi de la NASA asociación para astrofísica y física de partículas gestionado por el Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland, y desarrollado en colaboración con el Departamento de Energía de EE.UU., con importantes contribuciones de instituciones académicas y socios en Francia, Alemania, Italia, Japón, Suecia y Estados Unidos.

El Centro de Vuelo Espacial Marshall dirige el programa Chandra para la Ciencia Espacial de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla el Chandra y las operaciones de vuelo desde Cambridge, Massachusetts.

Enlace original: NASA’s Fermi Spots ‘Superflares’ in the Crab Nebula