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viernes, diciembre 9, 2022
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La misión NuSTAR de la NASA celebra diez años estudiando el universo de rayos X

Después de una década de observar algunas de las regiones más cálidas, densas y energéticas de nuestro universo, este pequeño pero poderoso telescopio espacial aún tiene más que ver.

El conjunto de telescopios espectroscópicos nucleares de la NASA (NuSTAR) cumple 10 años. Lanzado el 13 de junio de 2012, este telescopio espacial detecta luz de rayos X de alta energía y estudia algunos de los objetos y procesos más energéticos del universo, desde agujeros negros que devoran gas caliente. a los restos radiactivos de estrellas explotadas. Estas son algunas de las formas en que NuSTAR nos ha abierto los ojos al universo de rayos X durante la última década.

El telescopio espacial NuSTAR de la NASA, que se muestra en esta ilustración, presenta dos componentes principales separados por un mástil de 30 pies (10 metros), a veces llamado boom. La luz se recoge en un extremo del mástil y se enfoca a lo largo de su longitud antes de llegar a los detectores en el otro extremo. Crédito: NASA/JPL-Caltech

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Los diferentes colores de la luz visible tienen diferentes longitudes de onda y diferentes energías; De manera similar, existe un rango de luz de rayos X u ondas de luz con energías más altas que las que los ojos humanos pueden detectar. NuSTAR detecta rayos X en el extremo superior del rango. No hay muchos objetos en nuestro sistema solar que emitan los rayos X que NuSTAR puede detectar, pero el Sol sí: sus rayos X de alta energía provienen de microdestellos, o pequeños estallidos de partículas y luz en su superficie. Las observaciones de NuSTAR contribuyen a la comprensión de la formación de llamaradas más grandes, que pueden causar daño a los astronautas y satélites. Estos estudios también podrían ayudar a los científicos a explicar por qué la región exterior del Sol, la corona, es muchas veces más caliente que su superficie. NuSTAR también observó recientemente rayos X de alta energía provenientes de Júpiter, resolviendo un misterio de décadas sobre por qué no se detectaron en el pasado.

Iluminando agujeros negros

Los agujeros negros no emiten luz, pero algunos de los más grandes que conocemos están rodeados de discos de gas caliente que brillan en muchas longitudes de onda de luz diferentes. NuSTAR puede mostrar a los científicos lo que le sucede al material más cercano al agujero negro, revelando cómo los agujeros negros producen destellos brillantes y chorros de gas caliente que se extienden por miles de años luz en el espacio. La misión ha medido las variaciones de temperatura en los vientos de los agujeros negros que influyen en la formación de estrellas en el resto de la galaxia. Recientemente, el Event Horizon Telescope (EHT) tomó las primeras imágenes directas de las sombras de los agujeros negros y NuSTAR brindó apoyo. Junto con otros telescopios de la NASA, NuSTAR monitoreó los agujeros negros en busca de destellos y cambios en el brillo que influirían en la capacidad de EHT para obtener imágenes de la sombra que proyectan.

Uno de los mayores logros de NuSTAR en este campo fue hacer la primera medición inequívoca del giro de un agujero negro, lo que hizo en colaboración con la misión XMM-Newton de la ESA (Agencia Espacial Europea). El giro es el grado en que la intensa gravedad de un agujero negro deforma el espacio que lo rodea, y la medición ayudó a confirmar aspectos de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein.

Encontrar agujeros negros ocultos

NuSTAR ha identificado docenas de agujeros negros escondidos detrás de espesas nubes de gas y polvo. La luz visible normalmente no puede penetrar esas nubes, pero la luz de rayos X de alta energía observada por NuSTAR sí puede. Esto les da a los científicos una mejor estimación del número total de agujeros negros en el universo. En los últimos años, los científicos han utilizado los datos de NuSTAR para descubrir cómo estos gigantes quedan rodeados por nubes tan espesas, cómo ese proceso influye en su desarrollo y cómo el oscurecimiento se relaciona con el impacto de un agujero negro en la galaxia circundante.

Revelando el poder de las estrellas ‘no muertas’

NuSTAR es una especie de cazador de zombis: es hábil para encontrar los cadáveres no muertos de las estrellas. Conocidas como estrellas de neutrones, son densas pepitas de material que quedan después de que una estrella masiva se queda sin combustible y colapsa. Aunque las estrellas de neutrones suelen tener el tamaño de una gran ciudad, son tan densas que una cucharadita de una pesaría alrededor de mil millones de toneladas en la Tierra. Su densidad, combinada con sus poderosos campos magnéticos, hace que estos objetos sean extremadamente energéticos: una estrella de neutrones ubicada en la galaxia M82 emite la energía de 10 millones de soles.

Sin NuSTAR, los científicos no habrían descubierto cuán energéticas pueden ser las estrellas de neutrones. Cuando se descubrió el objeto en M82, los investigadores pensaron que solo un agujero negro podría generar tanta energía en un área tan pequeña. NuSTAR pudo confirmar la verdadera identidad del objeto al detectar pulsaciones de la rotación de la estrella, y desde entonces ha demostrado que muchas de estas fuentes de rayos X ultraluminosos, que antes se pensaba que eran agujeros negros, son en realidad estrellas de neutrones. Saber cuánta energía pueden producir estos ha ayudado a los científicos a comprender mejor sus propiedades físicas, que son diferentes a todo lo que se encuentra en nuestro sistema solar.

Resolviendo misterios de supernova

Durante su vida, las estrellas son en su mayoría esféricas, pero las observaciones de NuSTAR han demostrado que cuando explotan como supernovas, se convierten en un desastre asimétrico. El telescopio espacial resolvió un gran misterio en el estudio de las supernovas al mapear el material radiactivo dejado por dos explosiones estelares, rastreando la forma de los escombros y en ambos casos revelando desviaciones significativas de una forma esférica. Gracias a la visión de rayos X de NuSTAR, los astrónomos ahora tienen pistas sobre lo que sucede en un entorno que sería casi imposible de sondear directamente. Las observaciones de NuSTAR sugieren que las regiones internas de una estrella son extremadamente turbulentas en el momento de la detonación.

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Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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