El motor de la Nebulosa del Cangrejo

Los telescopios MAGIC de la isla de la Palma han detectado que el pulsar de la Nebulosa del Cangrejo (M1) emite energía entre 50 y 100 veces más intensa de lo que predicen las teorías.

La Nebulosa del Cangrejo (también conocida como M1 o, NGC 1952, Taurus A y Taurus X-1) es un resto de la explosión de una supernova observada en el año 1054 (SN 1054).  La estrella de neutrones que alberga la Nebulosa del Cangrejo es uno de los púlsares más famosos. El pulsar rota alrededor de su eje 30 veces por segundo y tiene un campo magnético de 100 millones de teslas (este campo magnético es un billón de veces más intenso que el de nuestro planeta). El púlsar, que está a 6000 años-luz de la Tierra, en la constelación de Tauro, es el motor o corazón de esta, que bulle de energía.

Los telescopios MAGIC en la isla canaria de La Palma lo han confirmado tras detectarlo en rayos gamma de 25 a 400 gigaelectronvoltios (GeV) una banda de energías que estaba prácticamente inexplorada hasta la fecha. Ahora MAGIC se ha encontrado con que las señales que emite esta estrella llegan hasta energías tan altas como 400 GeV, entre 50 y 100 veces más de lo que predice la teoría. Esto ha dejado perplejos a los científicos, porque podría apuntar a un proceso astrofísico aún desconocido.

Foto de los dos telescopios MAGIC en la isla de La Palma. Los dos telescopios, cada uno de 17 metros de diámetro, miden los pulsos ultra-cortos de luz Cherenkov que producen los rayos gamma cuando entran en nuestra atmósfera (foto: R Wagner, colaboración MAGIC)

Las estrellas de neutrones son objetos extraordinariamente densos con masas similares a las del Sol, pero con solo unos 10 kilómetros de diámetro. El periodo de rotación de un púlsar es extremadamente rápido y estable: un “día” en un púlsar puede durar entre 1 milisegundo y varios segundos. Mientras rota, la estrella de neutrones genera continuamente partículas cargadas, sobre todo electrones y positrones (electrones con carga positiva). Estas partículas viajan a lo largo de las líneas de campo magnético, que a su vez rotan a la misma velocidad que el púlsar. Las partículas producen un haz muy estrecho de radiación en gran parte del espectro electromagnético, desde ondas de radio hasta rayos gamma. Cuando este haz cruza la Tierra durante un breve instante, vemos un destello de radiación, similar a ver la luz del faro de un puerto desde la distancia. Por eso lo llamamos un púlsar.

Emisión pulsada medida por los dos telescopios
MAGIC (gráfico de S. Klepser y MAGIC)

Los datos que ha obtenido MAGIC durante los últimos dos años, y que se han publicado el pasado 6 de abril en la revista Astronomy & Astrophysics, muestran la presencia de emisión pulsada hasta energías de 400 GeV, en pulsos muy cortos (de menos de medio milisegundo), algo que supera todas las expectativas teóricas (las teorías de púlsares predecían  energías máximas mucho más bajas) lo que supone un reto a la teoría actual sobre pulsares, dado que ninguno de los modelos puede explicar ni unas energías tan extremas, ni unos pulsos tan cortos. Los astrofísicos esperan que observaciones futuras arrojen luz sobre este nuevo fenómeno. Esto nos ayudaría a comprender mejor esta clase de objetos astronómicos y, en particular, unos de sus ejemplos más conocidos: el púlsar y la nebulosa del Cangrejo.

Observaciones a diversas longitudes de onda de la Nebulosa del Cangrejo en el espectro visible (arriba a la izquierda) y en rayos X (arriba en el centro).  El esquema de arriba a la derecha representa la magnetosfera del púlsar.  La curva de luz muestra la emisión periódica en rayos gamma, 2 pulsos cada 0,0337 s. gráficos: NASA, ESA, J. Hester, A. Loll, CXC, SAO, F. Seward et al., colaboración MAGIC

 

Fuente: Instituto Astrofísico de Canarias (IAC)