Una burbuja verde misteriosa aparece y desaparece en una galaxia distante

Esta imagen de luz visible de Fireworks Galaxy (NGC 6946) proviene del Sloan Digital Sky Survey. Está superpuesto con datos del telescopio de rayos X NuSTAR de la NASA (en azul y verde). La misteriosa burbuja verde está hacia el centro de la galaxia, aparentemente coincidente con uno de sus brazos espirales. Imagen vía NASA / JPL-Caltech.

El universo está lleno de misterios, y ahora hay uno nuevo para los astrónomos. Un observatorio de rayos X basado en el espacio, el NuSTAR de la NASA, vio lo que los astrónomos describieron como una gota verde en la galaxia conocida como NGC 6946, también conocida como la Galaxia de los Fuegos Artificiales. La gota apareció dentro de un período de 10 días y luego desapareció nuevamente con la misma rapidez.

Un nuevo artículo revisado por pares que discute el hallazgo intrigante se publicó en The Astronomical Journal el 9 de agosto de 2019.

Es realmente inusual que aparezca un objeto celestial y luego desaparezca nuevamente en un período de tiempo tan corto. El objeto recibió la etiqueta ULX-4, ya que era el cuarto ULX, fuente de rayos X ultraluminosos, que se encuentra en esa galaxia.

La misión principal de NuSTAR en ese momento había sido estudiar una supernova en la galaxia, que aparece como un punto azul verdoso brillante en la esquina superior derecha de la imagen de arriba. La misteriosa burbuja verde está más cerca del centro de la galaxia en la imagen, aparentemente coincidente con uno de sus brazos espirales.

Hannah Penn Earnshaw es académica posdoctoral en física en Caltech. Es la autora principal del nuevo estudio sobre la misteriosa burbuja verde. Imagen vía Caltech.

Sin embargo, el objeto misterioso probablemente no sea una supernova, porque solo se detectó en rayos X pero no en imágenes de luz visible. NuSTAR lo había visto por primera vez, y luego se descubrió que había desaparecido en el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA.

Una de las preguntas principales en este momento es cómo apareció y desapareció el objeto tan rápidamente. Según Hannah Earnshaw, investigadora postdoctoral en Caltech:

Diez días es un tiempo realmente corto para que aparezca un objeto tan brillante. Por lo general, con NuSTAR, observamos cambios más graduales a lo largo del tiempo, y no solemos observar una fuente varias veces en rápida sucesión. En este caso, tuvimos la suerte de ver que una fuente cambiaba extremadamente rápido, lo cual es muy emocionante.

Entonces, si el objeto no es una supernova, ¿qué es?

Concepto artístico de la nave espacial NuSTAR. Imagen vía NASA / JPL-Caltech.

Una posibilidad es que sea un agujero negro. Según esa teoría, la luz verdosa provenía de un agujero negro que consumía otro objeto, tal vez una estrella. Tendemos a pensar en los agujeros negros como material de "aspiración", pero la inmensa gravedad del agujero negro también podría desgarrar el objeto, con los escombros resultantes en órbita alrededor del agujero negro. Esos desechos pueden calentarse a millones de grados, emitiendo rayos X. Entonces, aunque la luz no puede escapar del interior de un agujero negro, la luz emitida por los desechos sobrecalentados que orbitan alrededor del agujero negro se puede ver fácilmente.

Por lo general, los ULX son de larga duración, ya que los agujeros negros se alimentarán durante mucho tiempo de las estrellas que destruyen. Pero si, por ejemplo, una pequeña estrella se destruye más rápidamente, eso podría explicar eventos a corto plazo como ULX-4.

ULX-4 también podría ser una estrella de neutrones, un objeto extremadamente denso que se forma cuando una estrella explota, pero no es lo suficientemente masiva como para crear un agujero negro. También pueden tener discos de escombros en órbita, creando fuentes de rayos X ultraluminosos de alimentación lenta. El material se canaliza hacia la superficie en "columnas" mediante potentes campos magnéticos. Pero el material puede ser bloqueado por esos campos magnéticos para que no lleguen a la superficie si la estrella de neutrones gira demasiado rápido.

Una posible explicación para ULX-4 es que es un agujero negro. Esta imagen es el primer agujero negro fotografiado, en el centro de la galaxia M87. Imagen vía Event Horizon Telescope / JPL-Caltech.

Las únicas veces que vería la estrella de neutrones como una fuente brillante de rayos X sería en el momento en que la barrera del campo magnético se tambalee un poco. Esto podría explicar la repentina aparición y desaparición de la luz proveniente de ULX-4. De acuerdo con Earnshaw:

Sería como intentar saltar a un carrusel que gira a miles de millas por hora. Este resultado es un paso hacia la comprensión de algunos de los casos más raros y más extremos en los que la materia se acumula en los agujeros negros o las estrellas de neutrones.

Se necesitarán más observaciones para determinar cuál de estas teorías, si alguna de ellas, es la correcta. Todavía puede haber una explicación completamente diferente. El espacio está lleno de fenómenos extraños y misteriosos, y "¡el caso de la mancha verde que aparece y desaparece" es ciertamente extraño!

Otra vista de la hermosa galaxia Fireworks. Este fue publicado como una imagen de astronomía del día el 1 de enero de 2011. Imagen a través de Adam Block / Mt. Lemmon SkyCenter / U. Arizona / APOD.

En pocas palabras: una misteriosa "mancha verde" de luz apareció en la galaxia de Fireworks, y luego desapareció con la misma rapidez.

Fuente: Una mirada de banda ancha a los ULX antiguos y nuevos de NGC 6946

Vía Laboratorio de Propulsión a Chorro