Vientos estelares emiten rayos X tras colisionar a gran velocidad

El trabajo conjunto de los telescopios espaciales XMM-Newton de la ESA y Swift de la NASA ha permitido detectar por primera vez los rayos X emitidos por la colisión de los vientos estelares producidos por dos estrellas masivas que se orbitan mutuamente.

El viento estelar, una corriente de partículas arrancadas de la superficie de una estrella masiva por su intensa luz, puede alterar en gran medida su entorno.

En algunos lugares, es capaz de desencadenar el colapso de nubes de polvo y gas, comenzando el proceso de formación de una nueva estrella.

Swift X-ray image of Cyg OB2 #9 from May 18, 2011.Credit: NASA/GSFC/S. Immler

Swift X-ray image of Cyg OB2 #9 from May 18, 2011.
Credit: NASA/GSFC/S. Immler

En otros, puede disipar la nube antes de que ésta tenga la oportunidad de empezar a colapsar.

Los telescopios espaciales XMM-Newton y Swift han descubierto la ‘Piedra Rosetta’ de estos vientos en un sistema binario conocido como Cyg OB2 #9, en la región de formación de estrellas de Cygnus (El Cisne). Allí, el viento emitido por dos estrellas masivas que se orbitan mutuamente colisiona a gran velocidad.

Cyg OB2 #9 fue todo un enigma durante muchos años. Su peculiar emisión de ondas electromagnéticas sólo se podría explicar si se tratase de un sistema formado por dos estrellas, hipótesis que finalmente se confirmó en el año 2008.

Por aquel entonces, sin embargo, no se encontraron pruebas directas de que el viento de las dos estrellas colisionase, aunque se esperaba poder detectar este fenómeno en su huella de rayos X.

Para obtener esta huella se tenía que estudiar a las estrellas a medida que se aproximaban al punto de máximo acercamiento en su órbita de 2.4 años, una oportunidad que se presentó por primera vez entre los meses de junio y julio de 2011.

Los telescopios espaciales descubrieron que los vientos estelares chocaban a velocidades de varios millones de kilómetros por hora, generando un plasma a millones de grados centígrados que emitía una fuerte radiación en la banda de los rayos X.

Durante este periodo se detectó cuatro veces más energía que la que emite el sistema cuando las estrellas se encuentran en su posición más alejada.

“Es la primera vez que encontramos pruebas claras de la colisión de vientos estelares en este sistema”, explica Yael Nazé, de la Universidad de Lieja, Bélgica, autora principal del artículo que presenta estos resultados en la publicación Astronomy & Astrophysics.

“Solo conocemos otros pocos ejemplos de colisiones de vientos estelares en sistemas binarios, pero este caso se podría considerar el arquetipo de este fenómeno”.

XMM-Newton observation of the core of the very massive cluster Cyg OB2 located in the constellation of Cygnus, 4700 light-years from Earth. The cluster contains massive O-type stars that shine brightly in X-rays. Cyg OB2 #9 is seen as the bright star just below the central star, and in 2008 was determined to be a binary system. ESA’s XMM-Newton and NASA’s Swift space telescopes have now found evidence for the winds of these hot, massive stars colliding at the closest points of their orbits, resulting in a four-fold increase in X-ray emission. Hundreds of lower mass stars also fill the field of view, which spans nearly 22 x 16 arcminutes.
Credits: ESA/G. Rauw

Al contrario que en los otros sistemas, en los que también se detectan colisiones de vientos estelares, el comportamiento de Cyg OB2 #9 permanece uniforme a lo largo de toda la órbita de las estrellas, exceptuando el incremento en la intensidad de la radiación cuando las estrellas se acercan.

“En los otros casos la colisión es turbulenta; el viento de una estrella puede llegar a chocar con la otra cuando se aproximan demasiado, causando una caída brusca en el nivel de rayos X detectados”, explica Nazé.

“Sin embargo, esto no sucede en Cyg CB2 #9, lo que nos lleva a considerarlo el primer ejemplo ‘simple’ que conocemos. Esto le convierte en la clave para desarrollar nuevos modelos que nos ayuden a comprender mejor las características de estos poderosos vientos estelares”.

“Este sistema binario en particular supone un gran paso para el estudio de las colisiones de vientos estelares y de sus emisiones asociadas. Su descubrimiento fue posible gracias a la observación de un sistema binario de estrellas con telescopios de rayos X”, añade Norbert Schartel, científico del proyecto XMM-Newton para la ESA.

Fuente: ESA, NASA, 16/octubre/2012


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