CIENCIA

¿Qué es eso que ilumina como un millón de soles?

En los años 1980, los científicos comenzaron a descubrir fuentes extremadamente brillantes de rayos X en las regiones externas de las galaxias, lejos de los agujeros negros supermasivos que dominan sus centros. Al principio, los investigadores pensaron que estos objetos cósmicos, llamados fuentes de rayos X ultraluminosas, o ULX, eran enormes agujeros negros con más de diez veces la masa del sol. Pero las observaciones realizadas a partir de 2014 con el telescopio espacial NuSTAR de la NASA y otros similares, muestran que algunos ULX, que brillan con una energía equivalente a millones de soles, en realidad son estrellas de neutrones: los núcleos quemados de estrellas masivas que explotaron. Hasta el momento, tres de estos ULX han sido identificados como estrellas de neutrones.

Ahora, un equipo dirigido por Caltech que utiliza datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, ha identificado un cuarto ULX como estrella de neutrones en la galaxia M51, que se encuentra a unos 28 millones de años luz de distancia. La identificación fue posible gracias a un fenómeno llamado dispersión de resonancia ciclotrón, que se produce cuando las partículas cargadas, ya sean protones con carga positiva o electrones cargados negativamente, circulan en un campo magnético. Los agujeros negros no tienen campos magnéticos, pero las estrellas de neutrones sí, por lo que el hallazgo reveló que este ULX particular, en M51, tenía que ser una estrella de neutrones.
Las estrellas de neutrones son objetos extremadamente densos: una cucharadita de café pesaría aproximadamente mil millones de toneladas, o tanto como una montaña. Su gravedad atrae hacia ellos el material circundante de las estrellas cercanas y, a medida que tira de este material, se calienta y se ilumina con rayos X. Pero mientras las estrellas de neutrones se «alimentan» de esta materia, llega un momento en que la luz de rayos X resultante elimina la materia. Los astrónomos llaman a este punto, cuando los objetos no pueden acumular materia más rápido y emiten más rayos X, el límite de Eddington.
«Del mismo modo que solo podemos comer una determinada cantidad de alimentos, hay límites en la velocidad con que las estrellas de neutrones pueden acumular materia – explica Murray Brightman, autor principal del estudio publicado en Nature Astronomy –. Pero los ULX están, de alguna manera, rompiendo este límite para emitir rayos X increíblemente brillantes, y no sabemos por qué.
«El descubrimiento de que estos objetos muy brillantes –añade la coautora Fiona Harrison en un comunicado – , que durante mucho tiempo se consideraron agujeros negros con masas hasta 1.000 veces mayores que el del Sol. Ahora podríamos realmente obtener pistas físicas firmes sobre cómo estos pequeños objetos pueden ser tan poderosos”.