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Cohete de sondeo financiado por la NASA resuelve un misterio cósmico, revela otro

En el siglo pasado, los seres humanos se dieron cuenta que el espacio está lleno de tipos de luz que no podemos ver en señales infrarrojas por caliente estrellas y galaxias, el fondo cósmico de microondas que proviene de todos los rincones del universo. Algunas de esta luz invisible que llena el espacio toma la forma de rayos x, la fuente que la  generó se sostuvo en las últimas décadas.

No fue hasta el vuelo del cohete de sondeo DXL, abreviatura de Emisión Difusa de Rayos x de la Galaxia Local, que los científicos tenían respuestas concretas sobre las fuentes de los Rayos X. En un nuevo estudio, publicado el 23 de septiembre de 2016, en el Astrophysical Journal, datos de DXL confirman algunas de nuestras ideas acerca de donde proceden estos rayos x , a su vez fortalece nuestra comprensión de la historia temprana de nuestro vecindario solar. Pero también revela un misterio un conjunto de Rayos X que no proceden de ninguna fuente conocida.

animation (not to scale) depicting sounding rocket observations of solar wind
Los investigadores financiados por la NASA enviaron un cohete de sondeo a través de la estela de helio densa del Sol, llamado el cono centrado de helio, para entender el origen de ciertos rayos x en el espacio. (Gráfico conceptual no a escala).

Créditos: Imagen Conceptual Lab/Lisa Poje de NASA Goddard

Las dos fuentes conocidas de emisión de rayos x son el Viento Solar, al mar de material solar que llena el Sistema Solar y la burbuja caliente Local, un área de teoría de material interestelar caliente que rodea nuestro Sistema Solar.

"Mostramos que la contribución de los Rayos X de la bolsa de carga de Viento Solar es aproximadamente el cuarenta por ciento en el plano Galáctico y aún menos en otros lugares," dijo Massimiliano Galeazzi, un astrofísico en la Universidad de Miami y autor del estudio. "Por lo que el resto de los Rayos X debe provenir de la burbuja caliente Local, demostrando que existe."

Sin embargo, DXL también mide unos Rayos X de gran energía que posiblemente no podían venir del Viento Solar o la burbuja caliente Local.

"En energías más altas, estas fuentes contribuyen menos de una cuarta parte de la emisión de Rayos X," dijo Youaraj Uprety, autor principal del estudio y un astrofísico de la Universidad de Miami en el momento que se llevó a cabo la investigación. "Así que es una fuente desconocida de Rayos X en este rango de energía".

¿Así que lo que podría producir este tipo de Rayos X tan cerca de nuestro Sistema Solar? Los científicos tienen la teoría de que había una enorme burbuja de gas ionizado caliente que envuelve nuestro Sistema Solar, con electrones suficientemente enérgicos que podría lanzar Rayos X como esto. Se llama a esta estructura la Burbuja Caliente Local.

"Pensamos que hace unos 10 millones de años, una supernova explotó e ioniza el gas de la Burbuja Caliente Local," dijo Galeazzi. "Pero una supernova no sería suficiente para crear una cavidad tan grande y alcanzar estas temperaturas, por lo que era supernova probablemente dos o tres sobre el tiempo, uno dentro del otro".

La Burbuja Caliente Local fue la teoría predominante durante muchos años. Luego, a finales de 1990, los científicos descubrieron otra fuente de rayos x un proceso llamado Intercambio de Carga de Viento Solar.

La emisión difusa de Rayos X de la Galaxia Local, o DXL, cohete de sondeo lanzado de alcance de misiles White Sands en Nuevo México el 13 de diciembre de 2012, para estudiar el origen de ciertos rayos x observadas cerca de la Tierra.

Créditos: White Sands alcance de misiles, información Visual

Nuestro sol está constantemente lanzando material solar en todas las direcciones, un flujo de partículas cargadas llamadas el Viento Solar. Como el Sol, el Viento Solar se compone de gas ionizado, donde iones y electrones se han separado. Esto significa que el Viento Solar puede llevar a campos eléctricos y magnéticos.

Cuando el Viento Solar cargado con bolsas de gas neutro, donde los electrones y los iones están todavía firmemente Unidos, puede recoger electrones de estas partículas neutras, los emociona. Cuando estos electrones se colocan en un estado estable, pierden energía en forma de Rayos X, el mismo tipo de Rayos X que había pensado de la Burbuja Caliente Local.

El descubrimiento de esta fuente de Rayos X del Viento Solar planteaba un problema de la Burbuja Caliente Local teoría, puesto que la única indicación que existió fueron estas observaciones de Rayos X. Pero si existía la Burbuja Caliente, podría decirnos mucho acerca de cómo se formó nuestro rincón de la galaxia.

"Identificar la contribución de los Rayos X de la Burbuja Caliente Local es importante para entender la estructura que rodea nuestro Sistema Solar," dijo Uprety, quien ahora es un astrofísico en la Universidad Estatal de Middle Tennessee. "Nos ayuda a construir mejores modelos de la materia interestelar en nuestra vecindad solar".

Distinguir entre Royps X del Viento Solar y los Rayos X de la Burbuja Caliente Local fue un desafío, que es donde DXL. DXL voló sobre lo que llama un cohete de sondeo, que vuela durante unos 15 minutos. Estos pocos minutos de observación de tiempo por encima de la atmósfera de la Tierra son valiosos, ya que la Tierra bloquea la mayor parte de estos Rayos X, hacer observaciones como esta es imposible desde la Tierra. Tales cohetes de sondeo de corta duración proporcionan una forma relativamente barata para recoger sólidas observaciones del espacio.

DXL es la segunda nave para medir los Rayos X en cuestión, pero a diferencia de la anterior misión un satélite llamado ROSAT DXL voló en un momento cuando la Tierra pasaba a través de algo llamado el Cono Centrado de Helio. El Cono Centrado de Helio es una región del espacio donde Helio neutro es varias veces más denso que en el resto del sistema solar interior.

"El Sistema Solar se mueve por el espacio interestelar a cerca de 15 millas por segundo," dijo Uprety. "Este espacio está repleto de Hidrógeno y Helio. El Helio es un poco más pesado, así que talla alrededor del Sol para formar una cola."

Porque cambia de carga de Viento Solar depende de tener un montón de material neutro para interactuar con, medición de Rayos X en el Cono Centrado de Helio podría ayudar a los científicos definitivamente determinar cuánto de la emisión de Rayos X proviene del Viento Solar, y cuánto eventualmente viene de la Burbuja Caliente Local.

Datos de DXL revelaron que aproximadamente el cuarenta por ciento de Rayos X más observados provienen del Viento Solar. Pero en gamas más altas de energía,los Rayos X son aún inexplicables. Observaciones de DXL demuestran que menos de una cuarta parte de la emisión de Rayos X en los niveles superiores de energía proviene del Viento Solar, y la Burbuja Caliente Local no es una buena explicación tampoco.

"No es lo suficientemente alta como para producir Rayos X en este rango de energía, la temperatura de la Burbuja Caliente Local", dijo Uprety. "Así que vamos salimos con una pregunta abierta en la fuente de estos Rayos X."

DXL ha lanzado misiles de alcace White Sands en Nuevo México desde el 13 de diciembre de 2012. DXL es apoyado a través del programa de la NASA cohete de sondeo Wallops Flight Facility de la agencia en Wallops Island, Virginia, que está a cargo Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. La división de heliofísica de la NASA administra el programa del cohete de sondeo de la Agencia.

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Last Updated: Sept. 23, 2016
Editor: Rob Garner

Traducción: El Quelonio Volador


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