En 2020, los astrónomos descubrieron una gran estructura con forma de reloj de arena en o cerca del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Apodadas «burbujas eROSITA», se han propuesto algunas hipótesis diferentes para explicar su naturaleza precisa. Ahora, un equipo de investigación de científicos de China y Europa ha construido un mapa de alta resolución de la región y ha encontrado evidencia de que dos de las características más destacadas no son independientes.
Las burbujas eROSITA se ven como estructuras bidimensionales detectadas por primera vez por el telescopio de rayos X eROSITA que está a bordo del observatorio espacial de astrofísica de alta energía ruso-alemán Spectrum-X-Gamma enviado a lo alto en 2019. Tenían una forma notablemente similar. a las «burbujas de Fermi» que sobresalen del centro galáctico, descubiertas una década antes.
Mientras que las dos burbujas de Fermi se observaron detectando la radiación de rayos gamma y rayos X que emiten, las burbujas de eROSITA se consideraron rayos X suaves: fotones altamente energéticos pero con menos energía que los rayos X utilizados para obtener imágenes de huesos y mucho más. menos energéticos que los rayos gamma.
Las burbujas de eROSITA son más grandes y más energéticas en general que las burbujas de Fermi, con lóbulos casi circulares por encima y por debajo del plano de la Vía Láctea, con dos características prominentes en la burbuja norte: el Espolón Polar Norte (NPS) y la Nube de Pétalos de Loto. (LPC). En un mapa de rayos X bidimensional, aparecen como dos características separadas y podrían ser dos estructuras tridimensionales distintas que por casualidad forman una burbuja bidimensional.
Ha habido dos hipótesis contradictorias para explicar las burbujas de eROSITA: o un par de burbujas gigantes a escala de 10.000 pársecs sopladas por el centro galáctico o una estructura a escala de 100 pársecs en la región del sol, coincidentemente ubicada en la dirección del centro galáctico. . (Un pársec equivale a 3,26 años luz). Se desconoce la estructura tridimensional de las burbujas de eROSITA; como bidimensionales, parecen posiblemente la sombra de algún otro fenómeno.
«La energía involucrada en estas dos imágenes difiere entre tres y cuatro órdenes de magnitud», dijo Teng Liu, astrónomo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China en Hefei y autor principal del nuevo estudio. «Por tanto, la solución tiene importantes consecuencias para la estructura y la historia de la Vía Láctea».
Si bien los astrónomos no han podido determinar la distancia a las emisiones de rayos X de la burbuja eROSITA, sí han medido la distancia a las nubes de polvo que forman parte de la Vía Láctea. Un estudio anterior dirigido por Liu encontró tres nubes de polvo aisladas a una distancia de 500 a 800 pársecs, cuya forma coincide perfectamente con las sombras de rayos X en las burbujas de eROSITA, lo que implica que las burbujas están aún más distantes. Un frente de choque que emite ondas de radio polarizadas conecta el North Polar Spur y Lotus Pedal Cloud.
Ese trabajo también encontró que el borde exterior de la burbuja norte de eROSITA puede explicarse fácilmente como un modelo tridimensional sesgado arraigado en el centro galáctico y concluyó que la escala de las burbujas de eROSITA es de aproximadamente 10.000 pársecs, establecida en el centro galáctico.
Para resolver esta cuestión de perspectiva, Liu y sus compañeros evitaron analizar el cuerpo principal de las burbujas de eROSITA. Se centraron en la cuestión de si las burbujas son una burbuja gigante y distante o una pequeña estructura cerca del sol. En lugar de cálculos cuantitativos, «simplemente captamos a simple vista algunas características morfológicas», dijo Liu, «cuya existencia constituye un punto fuerte para responder a la pregunta».
En particular, a partir de la forma proyectada de las nubes de polvo tridimensionales, se pudo concluir que el NPS y el LPC estaban distantes, al menos a 1.000 pársecs. Se encontraron arcos de emisión de radio en la región oscura entre estas dos características («oscuro» significa ausencia de rayos X) y se atribuyeron a la onda de choque del frente de la burbuja. Hacer coincidir el borde exterior del NPS y el LPC proporcionó una manera de determinar el borde de la burbuja norte.
Esta definición de la frontera puede describirse fácilmente como una tangente a una línea de visión del modelo de copa tridimensional enraizado en el centro galáctico. A partir de esto, el grupo concluyó que NPS y LPC no eran entidades independientes y distantes, sino que estaban formadas por una única burbuja gigante. Determinaron que la burbuja eROSITA del norte es muy probablemente la burbuja de 10.000 pársecs con su raíz en el centro galáctico, impulsada por inyección de energía.
El borde de la burbuja del sur no está tan claramente definido como el de la burbuja del norte; debido a emisiones de rayos X más débiles y algunas características complicadas observadas en el espectro de radio, parece más alargado y menos inclinado que la burbuja del norte. Por lo tanto, no se puede determinar si la «copa» del sur mencionada anteriormente está abierta o si realmente se cierra formando una burbuja.
La relativa simplicidad de la metodología visual utilizada muestra que, dijo Liu, «para resolver un problema, lo que uno necesita no es necesariamente un título de doctor, sino una idea».
Con información de The Astrophysical Journal Letters (2024)
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