Los científicos revelan cómo se ve el cielo en visión de rayos X: ScienceAlert

Hay un viejo dicho de ciencia ficción sobre alguien que de repente tiene visión de rayos X y mira a través de objetos sólidos. Resulta que eso es físicamente imposible con nuestros ojos Mark I. Sin embargo, los astrónomos han encontrado una manera de superar este desafío que nos permite estudiar el universo a través de la visión de rayos X.

Se llama astronomía de rayos X y existe desde hace 60 años. Revela algunos de los eventos y objetos más activos y violentos del universo. Esto incluye cosas como cuásares brillantes, explosiones de supernovas, corrientes de gas intergaláctico caliente y estrellas jóvenes calientes.

Recientemente, los astrónomos del consorcio eROSITA del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre anunciaron el último conjunto de datos de rayos X del estudio eROSITA. Cubre la mitad del cielo de rayos X y revela información sobre 900.000 fuentes de rayos X diferentes.

Esto es más que cualquier cosa jamás descubierta en las décadas de astronomía de rayos X, incluidos los descubrimientos realizados con Chandra y otros observatorios en órbita.

Esta imagen muestra la mitad del cielo en rayos X, proyectado sobre un círculo con el centro de la Vía Láctea a la izquierda y el plano galáctico horizontal. Los fotones están codificados por colores según su energía (rojo para 0,3-0,6 keV, verde para 0,6-1 keV, azul para 1-2,3 keV). (MPE, J. Sanders/Consorcio eROSITA)

Acerca de Erosita

eROSITA es un telescopio de imágenes de rayos X suaves a bordo del satélite Spectrum-RG. El primer estudio del cielo, llamado eRASS1, se realizó durante un período de 7 meses a partir del 12 de diciembre de 2019.

En su posición más sensible, el telescopio detectó 170 millones de fotones de rayos X. Esto permitió a las cámaras medir sus energías y tiempos de llegada.

El equipo de astronomía, dirigido por el investigador principal Andrea Merloni, ha elaborado por primera vez el catálogo de datos. También publicaron más de 50 nuevos artículos científicos basados ​​en sus hallazgos.

Después de completar este primer estudio, el instrumento realizó tres exploraciones más de todo el cielo entre junio de 2020 y febrero de 2022. Este enorme tesoro de datos de rayos X se publicará pronto. El siguiente vídeo explica más sobre la misión.

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Gabinete eROSITA para fuentes de rayos X

La astronomía de rayos X se centra en objetos y eventos calientes y energéticos del universo. Estos podrían ser centros galácticos (donde acechan agujeros negros supermasivos), explosiones de supernovas, estrellas recién nacidas y otros lugares donde la materia se calienta a altas temperaturas.

Este conjunto de datos inicial de eRASS1 identifica aproximadamente 710.000 agujeros negros supermasivos, 180.000 estrellas emisoras de rayos X en la Vía Láctea y 12.000 cúmulos de galaxias. También cubre una pequeña cantidad de otras fuentes exóticas, como estrellas binarias de rayos X, restos de supernovas, púlsares y otros objetos.

«Estas son cifras asombrosas para la astronomía de rayos X», dice Andrea Merloni, investigador principal de eROSITA y primer autor del artículo del catálogo de eROSITA. «Hemos descubierto más fuentes en 6 meses que las dos grandes misiones principales, XMM-Newton y Chandra, en sus casi 25 años de trabajo».

La primera publicación de datos de eROSITA es una vista rica y en «capas» del cielo en muchas energías de rayos X. Cada nivel de energía les dice a los astrónomos algo sobre los objetos y eventos que emiten rayos X. Para cada conjunto de imágenes y datos, el consorcio proporciona más información.

Hay listas de categorías de fuentes, ubicaciones del cielo, energías y tiempos exactos de llegada de los fotones al instrumento.

«Hemos puesto mucho esfuerzo en producir datos y software de alta calidad», añadió Miriam Ramos Ceja, quien dirige el equipo de operaciones de eROSITA. «Esperamos que esto amplíe la base de científicos de todo el mundo que trabajan con datos de alta energía y ayude a ampliar los límites de la astronomía de rayos X».

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Los recortes muestran detalles en vistas de rayos X del cielo de la Tierra.
Una imagen de rayos X de eROSITA que muestra el filamento recién descubierto entre dos cúmulos de galaxias. La distribución de las galaxias (líneas blancas, arriba a la izquierda), vista desde el Two Micron All Sky Survey, sigue una estructura de filamentos. En la simulación lenta, que fue diseñada para reproducir características clave del universo local, este sistema único también se reprodujo con ambos grupos y una columna vertebral fibrosa. (Dietl et al.2024)

Centrarse en objetos específicos de rayos X.

Los objetivos científicos de eROSITA son utilizar rayos X como medio para detectar el medio intergaláctico caliente que contiene entre 50 y 100.000 cúmulos y cúmulos de galaxias. También observa el gas caliente en los filamentos entre ellos. Estos filamentos brillan en los rayos X.

El instrumento también tiene la tarea de detectar agujeros negros en acreción ocultos en galaxias. Finalmente, estudió la física de las fuentes galácticas de rayos X (que incluyen estrellas anteriores a la secuencia principal, restos de supernovas y binarias de rayos X).

Al menos uno de los artículos publicados con los nuevos datos del estudio utiliza datos de rayos X para limitar los modelos cosmológicos que utilizan cúmulos de galaxias. En una de las imágenes publicadas vemos hebras de material recién descubierto.

Se extiende entre una parte del cúmulo galáctico Abell 3667 y el cúmulo vecino Abell 3651. Esto puede ayudar a los astrónomos a determinar la cantidad de materia presente en el llamado «medio galáctico cálido y caliente». Proporciona información sobre la formación de estructuras a gran escala (como cúmulos de galaxias) en el universo.

El cercano cúmulo de galaxias Virgo también es visible en el estudio eRASS1 y proporciona una forma de estudiar estructuras filamentosas a gran escala. En particular, los astrónomos quieren comprender los efectos físicos que se producen en las afueras de estos enormes cúmulos de galaxias.

Utilizando los nuevos datos del estudio, así como otras imágenes de todo el cielo, un equipo científico descubrió la estructura de los suburbios del cúmulo. Esto incluía emisiones de alta energía alrededor de galaxias y cúmulos dentro del cúmulo. También estudiaron el llamado «derrame de rayos X» de 320 kiloparsec de largo cerca de la galaxia M49.

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Un clip que muestra los detalles del Cúmulo de Virgo en rayos X
Esta imagen de rayos X muestra la extensión total del cúmulo de Virgo en rayos X visto por eROSITA. La mancha blanca brillante en el centro es la galaxia central M87. El brumoso resplandor blanco alrededor de M87 es gas intergaláctico muy caliente. Se extiende en algunas direcciones más que en otras y no es circular. Esto es evidencia de que el grupo Virgo todavía está en proceso de formación. (McColl al. 2024)

El trabajo pasado y futuro de eROSITA

eROSITA ha permitido un gran salto adelante en la astronomía de rayos X desde su lanzamiento en junio de 2019. Comenzó a operar en octubre de ese año, proporcionando una vista de rayos X de alta resolución del universo. Mientras escaneaba el cielo, Vislumbré cambios en un quásar lejano SMSS llamado J114447.77-430859.3.

Estos cambios dan alguna evidencia del crecimiento de un agujero negro en el núcleo del cuásar. Se observaron cambios en las variaciones de brillo en el núcleo del cuásar, lo que indica que el agujero negro está devorando parte del material que se aleja en su horizonte de sucesos. Otros materiales escapan en forma de fuertes vientos.

El instrumento también detectó un agujero negro recién formado en el universo temprano y rastreó la presencia de gas caliente en toda nuestra Vía Láctea. El dispositivo se encendió por primera vez el 22 de octubre de 2019. Actualmente se encuentra en modo seguro y los técnicos están evaluando su salud y condición.

Este artículo fue publicado originalmente por El universo hoy. está leyendo Artículo original.

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