Descubren diferencias sorprendentes entre los vientos cósmicos de estrellas de neutrones y agujeros negros
Los vientos cósmicos, esos flujos de materia y energía que escapan de los objetos más extremos del universo, acaban de revelar nuevos secretos gracias a la misión XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission), una colaboración internacional liderada por la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) junto a la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA). Esta misión, lanzada en septiembre de 2023, ha permitido a los astrónomos observar con un detalle sin precedentes el comportamiento de los vientos que surgen del material que gira alrededor de las estrellas de neutrones y de los agujeros negros supermasivos, dos de los objetos más densos y enigmáticos del cosmos.
La investigación, recientemente publicada, ha descubierto que los vientos que emergen de los discos de acreción alrededor de las estrellas de neutrones presentan una densidad mucho mayor de lo previsto, y además se diferencian notablemente de los vientos que se detectan en los entornos próximos a los agujeros negros supermasivos situados en el centro de las galaxias. Este hallazgo plantea importantes preguntas sobre los mecanismos físicos que generan estos vientos y el papel que desempeñan en la evolución de los sistemas estelares y galácticos.
Las estrellas de neutrones son los densos núcleos colapsados que quedan tras la explosión de una supernova, con una masa comparable a la del Sol pero comprimida en un radio de apenas una decena de kilómetros. Cuando una estrella de neutrones forma parte de un sistema binario, puede atraer materia de su compañera, generando un disco de acreción extremadamente caliente y denso a su alrededor. En ese entorno, la materia cae a velocidades vertiginosas y emite intensos rayos X, lo que convierte a estos sistemas en laboratorios naturales para estudiar la física en condiciones extremas.
Por otro lado, los agujeros negros supermasivos, con masas que pueden superar millones o incluso miles de millones de veces la masa solar, también están rodeados de discos de acreción que emiten radiación energética. En ambos casos, una parte del material del disco no llega a ser absorbida, sino que es expulsada en forma de vientos potentes que pueden alcanzar velocidades de miles de kilómetros por segundo.
Hasta ahora, se pensaba que los mecanismos que impulsan estos vientos, como la presión de radiación y la interacción magnética, eran similares tanto en discos de estrellas de neutrones como en los de agujeros negros supermasivos, aunque escalados en función de la masa de cada objeto. Sin embargo, las observaciones de XRISM han revelado que los vientos asociados a las estrellas de neutrones presentan una densidad mucho mayor de la estimada, lo que sugiere que pueden estar impulsados por procesos diferentes o adicionales a los que se dan en los entornos de agujeros negros supermasivos.
La clave de este descubrimiento ha sido la capacidad de XRISM para realizar espectroscopía de rayos X con una precisión sin precedentes. Este instrumento permite analizar la composición y las propiedades físicas del material expulsado, identificando la presencia de distintos elementos y midiendo la temperatura, velocidad y densidad de los vientos. Gracias a estos datos, los investigadores han podido comparar directamente los vientos de ambos tipos de objetos, detectando diferencias sorprendentes.
Este avance tiene profundas implicaciones para la astrofísica. Los vientos que se originan en los discos de acreción no solo influyen en la evolución de la estrella de neutrones o el agujero negro, sino que también pueden afectar a su entorno inmediato, regulando la formación de nuevas estrellas o incluso alterando la dinámica de galaxias enteras. Comprender cómo se generan y evolucionan estos vientos es fundamental para desvelar los procesos que rigen la vida y muerte de las estrellas, así como la evolución de las galaxias a lo largo de la historia cósmica.
En el contexto actual de la exploración espacial, este descubrimiento se suma a los recientes avances logrados por otras agencias y empresas del sector. La NASA, por ejemplo, continúa expandiendo sus estudios sobre agujeros negros con el telescopio James Webb, mientras que iniciativas privadas como SpaceX y Blue Origin siguen impulsando el acceso al espacio y la observación astronómica. En Europa, la empresa española PLD Space avanza con sus cohetes reutilizables, y la ESA mantiene un ambicioso programa de exploración científica y tecnología espacial.
La misión XRISM, que apenas ha comenzado su andadura, promete seguir arrojando nueva luz sobre los fenómenos más extremos del universo, y este primer hallazgo sobre los vientos cósmicos marca el inicio de una nueva era en la comprensión de la física de alta energía. Sin duda, el estudio de los vientos de estrellas de neutrones y agujeros negros supermasivos continuará siendo un campo de investigación puntero en los próximos años, con implicaciones que podrían transformar nuestra visión del cosmos.
(Fuente: ESA)
