El XMM-newton de la NASA revela una llama gigante de una pequeña estrella.
Llamarada gigante de una estrella pequeña.
 |
| Impresión artística de una estrella enana L, una estrella con tan poca masa que está justo por encima del límite de ser realmente una estrella, atrapada en el acto de emitir una enorme 'súper llamarada' de rayos X, según lo detectado por XMM de la ESA -Newton observatorio espacial de rayos X. Los astrónomos detectaron el enorme destello de rayos X en los datos registrados el 5 de julio de 2008 por la Cámara Europea de Imágenes de Fotones (EPIC) a bordo del XMM-Newton. En cuestión de minutos, la pequeña estrella, conocida por su número de catálogo J0331-27, lanzó más de diez veces más energía incluso de las erupciones más intensas sufridas por el Sol. La detección de esta dramática alta energía plantea un problema fundamental para los astrónomos, que no creían que fuera posible en estrellas tan pequeñas. Crédito: ESA. |
Una estrella de aproximadamente el ocho por ciento de la masa del Sol ha sido sorprendida emitiendo una enorme 'súper llamarada' de rayos X, una dramática erupción de alta energía que plantea un problema fundamental para los astrónomos, que no creían que fuera posible en estrellas tan pequeñas.
El culpable, conocido por su número de catálogo J0331-27, es una especie de estrella llamada L enana. Esta es una estrella con tan poca masa que está justo por encima del límite de ser una estrella. Si tuviera menos masa, no poseería las condiciones internas necesarias para generar su propia energía.
Los astrónomos detectaron el enorme destello de rayos X en los datos registrados el 5 de julio de 2008 por la Cámara Europea de Imágenes de Fotones (EPIC) a bordo del observatorio de rayos X XMM-Newton de la ESA. En cuestión de minutos, la pequeña estrella lanzó más de diez veces más energía incluso de las erupciones más intensas sufridas por el Sol.
Las bengalas se liberan cuando el campo magnético en la atmósfera de una estrella se vuelve inestable y colapsa en una configuración más simple. En el proceso, libera una gran proporción de la energía que se ha almacenado en él.
Esta liberación explosiva de energía crea un brillo repentino, la llamarada, y aquí es donde las nuevas observaciones presentan su mayor enigma.
"Esta es la parte científica más interesante del descubrimiento, porque no esperábamos que las estrellas enanas L almacenaran suficiente energía en sus campos magnéticos para dar lugar a tales explosiones", dice Beate Stelzer, Institut für Astronomie und Astrophysik Tübingen, Alemania, e INAF - Osservatorio Astronomico di Palermo, Italia, que formó parte del equipo de estudio.
La energía solo se puede colocar en el campo magnético de una estrella mediante partículas cargadas, que también se conocen como material ionizado y se crean en entornos de alta temperatura. Como enana L, sin embargo, J0331-27 tiene una temperatura superficial baja para una estrella, solo 2 100 K en comparación con los aproximadamente 6 000 K en el Sol. Los astrónomos no pensaron que una temperatura tan baja sería capaz de generar suficientes partículas cargadas para alimentar tanta energía al campo magnético. Entonces el enigma es: cómo es posible una súper llamarada en una estrella así.
"Esa es una buena pregunta", dice Beate. "Simplemente no lo sabemos, nadie lo sabe".
La súper llamarada fue descubierta en el archivo de datos XMM-Newton como parte de un gran proyecto de investigación dirigido por Andrea De Luca del INAF - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica en Milán, Italia. El proyecto estudió la variabilidad temporal de alrededor de 400 000 fuentes detectadas por XMM-Newton durante 13 años.
Andrea y sus colaboradores estaban particularmente buscando fenómenos peculiares y en J0331-27 ciertamente lo obtuvieron. Se ha visto que varias estrellas similares emiten súper bengalas en la parte óptica del espectro, pero esta es la primera detección inequívoca de tal erupción en las longitudes de onda de rayos X.
La longitud de onda es significativa porque indica de qué parte de la atmósfera proviene la súper bengala: la luz óptica proviene de lo más profundo de la atmósfera de la estrella, cerca de su superficie visible, mientras que los rayos X provienen de la parte superior de la atmósfera.
Comprender las similitudes y diferencias entre esta nueva, y hasta ahora única, súper bengala en la enana L y bengalas previamente observadas, detectadas en todas las longitudes de onda en estrellas de mayor masa, ahora es una prioridad para el equipo. Pero para hacer eso, necesitan encontrar más ejemplos.
 |
| Erupción solar más grande que la Tierra. Una gigantesca cinta de gas caliente estalla hacia arriba desde el Sol, guiada por un bucle gigante de magnetismo invisible. Esta notable imagen fue capturada el 27 de julio de 1999 por SOHO, el Observatorio Solar y Heliosférico. La Tierra se superpone para comparar y muestra que de arriba a abajo el bucle de gas, o prominencia, se extiende aproximadamente 35 veces el diámetro de nuestro planeta en el espacio. Una prominencia es una extensión de gas que se arquea desde la superficie del Sol. Las prominencias son esculpidas por campos magnéticos que se generan dentro del Sol, y luego estallan a través de la superficie, impulsándose a la atmósfera solar. El Sol está hecho predominantemente de plasma, un gas electrificado de electrones e iones. Al estar cargados eléctricamente, los iones responden a los campos magnéticos. Entonces, cuando los bucles magnéticos alcanzan la atmósfera solar, se atraen enormes corrientes de plasma para llenarlos, creando las prominencias que pueden durar semanas o meses. Las prominencias espectaculares como esta no son particularmente comunes, algunas se detectan cada año. Cuando comienzan a colapsar, la mayor parte del gas "drena" por las líneas del campo magnético de regreso al Sol. Ocasionalmente, sin embargo, se vuelven inestables y liberan su energía al espacio. Estas prominencias eruptivas arrojan una gran cantidad de plasma que los físicos solares llaman una eyección de masa coronal. Las erupciones solares también están asociadas con eyecciones de masa coronal. Si este plasma golpea la Tierra, puede interrumpir satélites, redes eléctricas y comunicaciones. También hace que la aurora brille en los cielos polares. Tomada por el telescopio ultravioleta de SOHO, esta imagen muestra helio ionizado a una temperatura de aproximadamente 70 000ºC. Crédito: SOHO (ESA y NASA). |
"Todavía hay mucho por descubrir en el archivo XMM-Newton", dice Andrea. "En cierto sentido, creo que esto es solo la punta del iceberg".
Una pista que tienen es que solo hay un destello de J0331-27 en los datos, a pesar de que XMM-Newton haya observado la estrella durante un total de 3.5 millones de segundos, aproximadamente 40 días. Esto es peculiar porque otras estrellas en llamas también tienden a sufrir numerosas erupciones más pequeñas.
"Los datos parecen implicar que a un enano L le lleva más tiempo acumular energía, y luego hay una gran liberación repentina", dice Beate.
Las estrellas que brillan con mayor frecuencia liberan menos energía cada vez, mientras que esta enana L parece liberar energía muy raramente, pero luego en un evento realmente grande. Por qué este podría ser el caso sigue siendo una pregunta abierta que necesita más investigación.
"El descubrimiento de esta súper bengala enana L es un gran ejemplo de investigación basada en el archivo XMM-Newton, que demuestra el enorme potencial científico de la misión", dice Norbert Schartel, científico del proyecto XMM-Newton para la ESA. "Espero la próxima sorpresa".
Notas para editores.
"Descubrimiento EXTraS de una superflama de rayos X de un enano L" por A. De Luca et al. 2020 se publica en Astronomía y Astrofísica.
El descubrimiento se realizó como resultado del proyecto Exploring the X-ray Transient and variable Sky (EXTraS), un proyecto de la UE / FP7 dedicado a un estudio sistemático de variabilidad de las fuentes de rayos X en el archivo público XMM-Newton.
Contactos:
Beate Stelzer
Institut für Astronomie und Astrophysik Tübingen, Alemania
INAF - Osservatorio Astronomico di Palermo, Italia
Correo electrónico: stelzer@astro.uni-tuebingen.de
Andrea De Luca
INAF, Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica
Milano, Italia
Correo electrónico: andrea.deluca@inaf.it
Norbert Schartel
Científico del Proyecto XMM-Newton
Agencia Espacial Europea
Correo electrónico: norbert.schartel@esa.int
• Publicado en ESA el 20 de febrero del 2020, enlace publicación.
