Satélite chino revela misteriosos “fuegos artificiales” cósmicos

Esta ilustración sin fecha, proporcionada por la Academia de Ciencias de China (CAS, por sus siglas en inglés), muestra EP240904a, una ráfaga de rayos X excepcionalmente tenue dentro de la Vía Láctea capturada por el satélite astronómico chino Einstein Probe en septiembre de 2024. (Academia de Ciencias de China/Entrega vía Xinhua).

En el transcurso de casi dos años desde el lanzamiento del satélite astronómico chino llamado Einstein Probe (EP), ha logrado capturar muchos eventos transitorios extraordinarios en el universo que parpadean como fuegos artificiales, ayudando así a expandir la comprensión humana de los fenómenos físicos extremos en el cosmos.

"Desde su lanzamiento en enero de 2024, EP ha transformado fundamentalmente nuestra visión del universo dinámico de rayos X. Esta misión pionera, liderada por la Academia de Ciencias de China (CAS, por sus siglas en inglés), ahora entrega un flujo constante de descubrimientos, revelando eventos cósmicos explosivos y raros que antes eran demasiado breves y débiles para que otros telescopios los detectaran", declaró recientemente Yuan Weimin, investigador principal de la misión EP e investigador de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la CAS (NAOC, por sus siglas en inglés).

La misión EP es una de una serie de misiones de ciencia espacial bajo el liderazgo de la CAS. También es una misión de colaboración internacional con contribuciones de la Agencia Espacial Europea, el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Alemania y la agencia espacial francesa CNES.

La sonda está equipada con dos telescopios de rayos X complementarios. Su Telescopio de Rayos X de Campo Amplio (WXT) utiliza una novedosa óptica de ojo de langosta para monitorear una décima parte de todo el cielo en una sola toma, proporcionando así una sensibilidad sin precedentes a eventos transitorios débiles. Para el seguimiento detallado, el Telescopio de Rayos X de Seguimiento (FXT) ofrece un área efectiva más grande y una resolución angular superior para localizar y estudiar los descubrimientos.

"La sonda puede capturar destellos fugaces, monitorear procesos con una duración de segundos a días y años, y detectar señales débiles ocultas en la oscuridad. Estos hallazgos establecen a EP como un actor clave a la vanguardia de la investigación internacional en observaciones astrofísicas de alta energía en el dominio del tiempo", explicó Yuan.

FUEGOS ARTIFICIALES CÓSMICOS DE EVOLUCIÓN LENTA

EP descubrió un nuevo transitorio de rayos X, EP241021a, que persistió durante al menos 40 días, como fuegos artificiales cósmicos ralentizados, que estuvo acompañado por un chorro relativista. El estudio relevante ha sido publicado en Astrophysical Journal Letters.

Una erupción tan prolongada y luminosa es extremadamente rara. Los astrónomos especulan que podría ser la firma de una estrella desgarrada por un agujero negro de masa intermedia poco común o un tipo inusual de explosión resultante del colapso del núcleo de una estrella masiva.

"Este descubrimiento ofrece nuevas perspectivas sobre la explosión catastrófica y el lanzamiento de un chorro relativista", dijo Shu Xinwen, profesor de la Universidad Pedagógica de Anhui, en el este de China, quien dirige el estudio.

"También proporciona pistas potencialmente valiosas para estudiar la enigmática clase de agujeros negros de masa intermedia", añadió Shu.

ILUMINANDO LA VÍA LÁCTEA

En septiembre de 2024, la sonda capturó una ráfaga de rayos X excepcionalmente tenue, denominada EP240904a, dentro de la Vía Láctea. Sus características observacionales, incluido su 'latido' de rayos X y evolución espectral, así como sus propiedades en radio e infrarrojo, la identificaron como un nuevo candidato a agujero negro. El brote fue aproximadamente 100 veces más tenue que las erupciones típicas de agujeros negros, lo que explica por qué había permanecido oculto en observaciones anteriores. El estudio relevante ha sido publicado en Astrophysical Journal Letters.

"El descubrimiento de EP240904a abre una nueva ventana para revelar la población oculta de agujeros negros en la Vía Láctea", dijo Cheng Huaqing del NAOC, quien es el primer autor del estudio.

"Con la EP, ahora tenemos la capacidad clave para descubrir estos agujeros negros 'silenciosos' de manera sistemática", dijo Tao Lian, investigador del Instituto de Física de Alta Energía de la CAS y autor correspondiente del estudio.

DESTELLO RARO DE RAYOS X

Las capacidades autónomas de la misión se destacaron con el descubrimiento de EP240801a. La sonda detectó este transitorio e inmediatamente activó su instrumento FXT a bordo para observaciones de seguimiento.

Un análisis conjunto que involucró al satélite Fermi de la NASA reveló que el evento era un destello de rayos X extremadamente "suave", un tipo raro de explosión en el que los rayos X de baja energía dominan la radiación.

Los científicos clasifican los rayos X como "suaves" o "duros" según el nivel de energía de sus fotones de rayos X. Los rayos X suaves tienen menor energía de fotones, mientras que los rayos X duros tienen mayor energía.

Sus propiedades extremas proporcionan nuevas pistas sobre la diversidad de las ráfagas de rayos gamma y los eventos de colapso del núcleo estelar.

"Este evento muestra las capacidades centrales de EP, ya que completó todo el proceso desde el descubrimiento hasta el seguimiento de la evolución de rayos X y la ubicación de la posición de la fuente transitoria de forma autónoma", dijo Xu Dong, investigador del NAOC. "Este desempeño lo marca como una brillante y eficiente plataforma de monitoreo cósmico".