Nebulosa del Manatí acelera partículas de la cabeza

El XMM-Newton de la ESA ha tomado rayos X de esta hermosa criatura cósmica, conocida como la Nebulosa del Manatí, determinando la ubicación de la inusual aceleración de partículas en su 'cabeza'.

W 50

Se cree que la Nebulosa del Manatí, o W50, es un gran remanente de supernova creado cuando una estrella gigante explotó hace unos 30 000 años, arrojando sus capas de gases por el cielo. Es una de las características más grandes conocidas, con un tamaño equivalente a cuatro lunas llenas.

Inusualmente para un remanente de supernova, un agujero negro permanece en su núcleo. Este 'microquasar' central, conocido como SS 433, emite poderosos chorros de partículas que viajan a velocidades cercanas a una cuarta parte de la velocidad de la luz que atraviesan las capas gaseosas, creando la forma de doble lóbulo.

SS 433 se identifica con el punto rojo en el medio de la imagen. Los datos de rayos X adquiridos por XMM-Newton se representan en amarillo (rayos X suaves), magenta (rayos X de energía media) y cian (emisión de rayos X duros), mientras que el rojo es radio y las longitudes de onda ópticas verdes capturadas por el Very Large Array y el Observatorio Skinakas en Grecia, respectivamente. Los datos de NASA NuSTAR y Chandra también se utilizaron para el estudio (no se muestran en esta imagen).

La nebulosa atrajo la atención en 2018 cuando el Observatorio Cherenkov de Agua a Gran Altitud, que es sensible a fotones de rayos gamma de muy alta energía, reveló la presencia de partículas altamente energéticas (cientos de teraelectronvoltios), pero no pudo señalar de dónde dentro de la nebulosa. Manatí las partículas se estaban originando.

XMM-Newton fue crucial para localizar la región de aceleración de partículas en el chorro de rayos X que sale de la cabeza del manatí, que comienza a unos 100 años luz del microquásar (representado por los colores magneta y cian hacia el lado izquierdo SS 433 ) y se extiende a aproximadamente 300 años luz (coincidiendo con el 'oído' de radio donde termina el choque).

Samar Safi-Harb de la Universidad de Manitoba, Canadá, quien dirigió el estudio, dice que "gracias a los nuevos datos de XMM-Newton, complementados con datos de NuSTAR y Chandra, creemos que las partículas se aceleran a energías muy altas en la cabeza de el manatí a través de un proceso de aceleración de partículas inusualmente energético. El flujo de salida del agujero negro probablemente llegó hasta allí y se reactivó con radiación de alta energía en ese lugar, tal vez debido a las ondas de choque en las nubes de gas en expansión y los campos magnéticos mejorados”.

La nebulosa actúa como un laboratorio cercano para explorar una amplia gama de fenómenos astrofísicos asociados con las salidas de muchas fuentes galácticas y extragalácticas y será objeto de más investigaciones. Además, los estudios de seguimiento realizados por el futuro observatorio de rayos X Athena de la ESA proporcionarán detalles aún más sensibles sobre el funcionamiento interno de este curioso manatí cósmico.

El artículo Emisión de rayos X duros del chorro oriental de SS 433 que alimenta la nebulosa W50 'Manatee': Evidencia de reaceleración de partículas ha sido aceptado para su publicación en el Astrophysical Journal, y también está disponible a través de arXiv.

Crédito: S. Safi-Harb et al (2022)

• Publicado en ESA el 4 de junio del 2022, enlace publicación.