Un objeto estelar desconocido está emitiendo tanta luz que rompe los límites astrofísicos

 

El Universo es una fuente inagotable de asombro y conocimiento. Como en un gigantesco juego de detectives, los astrofísicos intentan desvelar misterios cósmicos, y las leyes que los rigen, a partir de pistas que la luz deja a su paso. No podemos recrear las condiciones dentro de una estrella, simular los brutales campos gravitatorios que las rodean y ni siquiera con la tecnología más puntera podríamos lograr una mínima parte de las fuerzas que operan en objetos supermasivos como los agujeros negros. A excepción de alguna sonda ocasional que ha logrado recoger muestras de algún asteroide y a la espera de alguna misión tripulada en el futuro pise y estudie in situ algún planeta de nuestro vecindario, todo lo que nos queda es la observación y el estudio minucioso de la luz que recogen nuestros observatorios y telescopios, tanto en tierra como en el espacio. La mayoría de lo que sabemos sobre el Universo los hemos averiguado gracias a la luz… pero tan solo representa una minúscula parte de todo lo que nos queda por aprender. Por eso siempre tendremos sorpresas apasionantes.

Una de estas extrañezas cósmicas es la protagonista de un interesante artículo realizado por investigadores de NASA sobre un objeto denominado M82 X-2 que emite energía electromagnética muy por encima de lo que nuestros modelos físicos esperarían. La noticia es fascinante y para explicarla de una manera accesible y amena contaré con la ayuda de dos grandes astrofísicos, Héctor Socas investigador científico en el Instituto de Astrofísica de Canarias y director del Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife, y Miguel Santander, astrofísico en el Observatorio Astronómico Nacional de Madrid.

Hace algo más de una década, en 2012, la NASA lanzó el telescopio NuSTAR, (siglas que corresponden a Telescopio espectroscópico nuclear conjunto) con la tarea de observar y obtener datos los objetos más energéticos del Universo. Entre estos fenómenos se encuentran las denominadas Fuentes ultra luminosas de rayos X (ULX) cuya luminosidad se encuentra en la frontera de una ley física conocida como Límite de Eddington. A grandes rasgos, este límite expresa la cantidad máxima de luminosidad que un cuerpo puede emitir de manera uniforme según su masa y por eso los eventos más luminosos del cosmos se corresponden con objetos de masas enormes como los agujeros negros super-masivos o los quásares. Este Límite de Eddington es una de las ecuaciones físicas más utilizadas en astrofísica ya que conociendo la luminosidad de un objeto se puede calcular la masa máxima que puede tener.

Sin embargo, hace tan solo unos meses un artículo científico publicado en The Astrophysical Journal informaba de un hallazgo insólito: M82 X-2 era la primera fuente de rayos X ultraluminosa que no se correspondía con un objeto enorme, en realidad se trataba de una estrella de neutrones. Esto es un hecho desconcertante: Por primera vez, una simple estrella de neutrones, con una masa de aproximadamente 1,4 veces nuestro Sol, era capaz de producir una luminosidad equivalente a diez millones de soles…

“Una de las opciones que se manejó es que alrededor de esta estrella de neutrones hubiera una nube de materia”, nos explica el astrofísico Miguel Santander. “Podría ocurrir que, de vez en cuando, algo de esa materia cayera en la estrella de neutrones y se produjese una especie de fogonazo”.

Las estrellas de neutrones giran muy rápidamente (algunas de ellas pueden girar cientos de veces sobre su eje en un solo segundo) y pueden producir estos flashes, como si fuesen destellos procedentes de un faro en la costa. “Esto resolvería el problema con el Límite de Eddington ya que este límite supone simetría esférica y una luminosidad uniforme en el objeto".

Otra opción, relacionada con la idea anterior, es que “estos púlsares o estrellas de neutrones producen un faro de forma bipolar, alineada con un cierto eje, que va girando y que define dos conos de luz que barren el cielo a gran velocidad”, aclara Santander. “Si resulta que la Tierra, o en este caso el Telescopio, se encuentra alineada con esos conos, entonces observarás pulsos como si estuvieras viendo un faro, pero el objeto no está radiando toda esa energía en toda la superficie, en toda la esfera, sino que está radiando de manera muy directa mucha energía en esa dirección concreta… y justo es la dirección en la que te llega a ti, por lo que es lógico suponer que brilla más de lo que físicamente puede brillar”.

Esta hipótesis, basada en que la estrella enfoca la luz en un punto determinado, era atractiva y solucionaba el problema con el Límite de Eddington… sin embargo, el propio estudio la descarta después seguir durante 7 años la órbita de M82 X-2 y confirmando que existe una transferencia de masa extrema, “de más de 150 veces el límite de transferencia de masa establecido por la luminosidad de Eddington”. Los autores señalan que estos datos tan contundentes “son más que suficientes para justificar su luminosidad, sin necesidad de enfoque”… Vuelta al punto de partida.

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