agosto 5, 2021

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Un estudio revela ráfagas de rayos X que acompañan a las explosiones de radio de la Nebulosa del Cangrejo

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Las ráfagas de rayos X que acompañan a las ráfagas de radio del púlsar en la Nebulosa del Cangrejo se han detectado a través de una colaboración científica mundial con la ayuda de datos de NASAEl Telescopio de estrellas de neutrones Inner Formation Explorer (NICER) en la Estación Espacial Internacional.

Crédito de la imagen: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA / Inoto et al., 2021.

Los resultados del estudio muestran que tales ráfagas, conocidas como pulsos de radio gigantes, descargan mucha más energía de lo que se había especulado anteriormente.

Un púlsar es un tipo de estrella de neutrones de giro rápido, que es el núcleo aplastado del tamaño de una ciudad de una estrella que explota como una supernova.

La joven estrella de neutrones tiene la capacidad de girar decenas de veces por segundo, y su campo magnético giratorio carga haces de ondas de radio, rayos X, rayos gamma y luz visible. Si estos rayos barrieran la Tierra, los astrónomos notarían pulsos de emisión en forma de reloj y clasificarían el objeto como un púlsar.

De los más de 2.800 púlsares indexados, el púlsar de Cáncer es uno de los pocos que emite pulsos de radio gigantes, que ocurren de forma intermitente y pueden ser cientos o miles de veces más brillantes que los pulsos normales.. Después de décadas de observaciones, solo se ha demostrado que el cangrejo puede impulsar sus pulsos de radio gigantes con emisiones de otras partes del espectro..

Teruaki Enoto, científico principal, investigación pionera del clúster RIKEN

Como parte del nuevo estudio, que actualmente está disponible en línea y se publicará el 9 de abrilEl décimo Edición de revista CienciasEn, los investigadores examinaron la mayor cantidad de datos de radio y rayos X simultáneos recopilados de un púlsar. Amplía miles de veces el rango de energía percibido asociado con este fenómeno de mejora.

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Situada a unos 6.500 años luz de distancia en la constelación de Tauro, la Nebulosa del Cangrejo y su estrella púlsar fueron producidas por una supernova cuya luz llegó a la Tierra en julio de 1054. La estrella de neutrones orbita unas 30 veces por segundo y es uno de los púlsares más brillantes. En el cielo en longitudes de onda de radio y rayos X.

Desde agosto de 2017 y agosto de 2019, Enoto y su equipo utilizaron NICER para visualizar continuamente el pulsar del Cangrejo en rayos X con energías de 10,000 eV, o miles de veces la luz visible.

Mientras NICER estaba haciendo las observaciones, los investigadores también analizaron el objeto con la ayuda de al menos uno de los dos radiotelescopios terrestres en Japón: un plato de 64 metros en el Centro de Espacio Profundo Usuda de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón y 34 metros. Un plato en el Centro de Tecnología Espacial de Kashima, los cuales operan a una frecuencia de 2 GHz.

El conjunto de datos integrado proporcionó al equipo de manera efectiva casi un día y medio de cobertura simultánea de radio y rayos X. En total, capturaron actividad durante 3.7 millones de rotaciones del púlsar y capturaron aproximadamente 26,000 pulsos de radio gigantes.

Los pulsos gigantes tienden a explotar rápidamente, aumentando en una millonésima de segundo, ocurriendo repentinamente. Pero cuando aparece, coincide con un pulso de reloj normal.

NICER registra el tiempo de llegada de cada rayo X detectado por él dentro de los 100 nanosegundos, pero la precisión del tiempo del telescopio no es el único beneficio de este estudio.

La capacidad de NICER para monitorear fuentes de rayos X brillantes es casi cuatro veces el brillo combinado del púlsar y su nebulosa.. Por lo tanto, estas observaciones no se vieron afectadas en gran medida por la acumulación (el detector calcula dos o más rayos X como un solo evento) y otros problemas que complicaron los análisis anteriores..

Zaven Arzumanyan, líder del proyecto científico, Goddard Space Flight Center, NASA

El equipo de investigación de Enoto combinó todos los datos de rayos X que coincidían con los pulsos de radio gigantes, encontrando así un aumento en los rayos X de alrededor del 4% que ocurrió al mismo tiempo.

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Es bastante similar al aumento del 3% en la luz visible también asociado con el fenómeno, que se reveló en 2003. En contraste con el contraste de brillo entre los pulsos normales de cangrejo y los pulsos gigantes, estas diferencias son notablemente pequeñas y, por lo tanto, difíciles para los teóricos. modelos para explicar.

Las mejoras indican que los pulsos gigantes son una indicación de los procesos básicos que generan emisiones que abarcan el espectro electromagnético, desde la radio hasta los rayos X. Debido al hecho de que los rayos X emiten millones de veces de ondas de radio, un ligero aumento hace una enorme contribución a la energía.

El equipo llegó a la conclusión de que toda la energía emitida asociada con el pulso gigante es de decenas a cientos de veces mayor de lo que se había estimado anteriormente utilizando solo datos ópticos y de radio.

Todavía no entendemos cómo y dónde los púlsares producen sus emisiones complejas y a gran escala, y me alegra que hayamos contribuido con otra pieza al rompecabezas de varios tamaños de estos notables objetos..

Teruaki Enoto, científico principal, investigación pionera del clúster RIKEN

NASA Nacer detecta mejoras de rayos X en explosiones de radio Crab Pulsar

Las observaciones del Explorador de interconexión de estrellas de neutrones de la NASA (NICER) muestran las mejoras de rayos X asociadas con pulsos de radio gigantes aleatorios en el púlsar. Crédito del video: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA

Referencia de la revista:

Inoto, T. Et al. (2021) Emisión de rayos X mejorada junto con pulsos de radio gigantes del Crab Pulsar. Ciencias. doi.org/10.1126/science.abd4659.

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Fuente: https://www.nasa.gov/goddard

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