Origen de la fulguración en NGC 6540
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Un grupo de estudiantes detecta una misteriosa fuente de rayos X

10/08/2018 1030 views 14 likes
ESA / Space in Member States / Spain

Una fuente de rayos X descubierta por alumnos de secundaria durante un proyecto de minería de datos abre nuevas vías de exploración para el vasto archivo del observatorio de rayos X XMM-Newton de la ESA.

En 1999, cuando se lanzó el observatorio XMM-Newton, la mayoría de los chicos que están acabando la secundaria aún no habían nacido. No obstante, el observatorio de rayos X de la ESA, de casi dos décadas de antigüedad, aún encierra multitud de sorpresas para la próxima generación de científicos.

Un ejemplo de ellas se ha dado a conocer recientemente gracias a la cooperación entre científicos del Instituto Nacional de Astrofísica italiano (INAF) de Milán y un grupo de alumnos de bachillerato de la cercana localidad de Saronno. 

Esta fructífera colaboración forma parte del proyecto internacional de investigación EXTraS (Exploring the X-Ray Transient and variable Sky), que estudia fuentes variables de los primeros 15 años de observaciones de XMM-Newton.

“Hace poco publicamos el catálogo de EXTraS, que incluye todas las fuentes de rayos X (alrededor de medio millón) cuyo brillo varía a lo largo del tiempo según lo observado por XMM-Newton y enumera distintos parámetros por cada fuente”, señala Andrea de Luca, uno de los científicos que coordinaron el proyecto.

“El siguiente paso era adentrarnos en este enorme conjunto de datos para localizar fuentes de interés, y pensamos que podía ser un buen reto para un programa de prácticas con estudiantes”.

Origen de la fulguración en NGC 6540
Origen de la fulguración en NGC 6540

Los científicos del INAF milanés llevan años colaborando con centros educativos locales, acogiendo a alumnos durante varias semanas e integrándolos en las actividades de los distintos grupos de investigación.

“Para este proyecto en concreto, los alumnos recibieron formación introductoria sobre astronomía y las fuentes exóticas que estudiamos con telescopios de rayos X, además de un tutorial sobre la base de datos y su uso”, explica Ruben Salvaterra, otro científico participante en el programa.

“Una vez listos para explorar el archivo de datos, demostraron una gran efectividad y creatividad”.

Los seis alumnos analizaron unas 200 fuentes de rayos X, observaron sus curvas de luz (gráficos que muestran la variabilidad del objeto a lo largo del tiempo) y consultaron la bibliografía científica para verificar si habían sido estudiadas previamente.

Al final, identificaron un puñado de fuentes con propiedades interesantes, como una potente fulguración, por ejemplo, y que no se habían referenciado en otros estudios.

“Una de esas fuentes nos llamó especialmente la atención”, precisa Andrea.

Con la fulguración más breve de todos los objetos analizados, esta fuente parece estar situada en el cúmulo globular NGC 6540 y no se había estudiado hasta la fecha.

Tras presentar los resultados a los científicos durante un seminario, los alumnos volvieron a su instituto, pero el trabajo de Andrea, Ruben y sus colegas no había hecho más que empezar.

Estudiantes de instituto
Estudiantes de instituto

“La fuente identificada por los alumnos muestra cambios en el brillo sin precedentes, por lo que empezamos a observar con más atención”, cuenta Ruben.

XMM-Newton vio cómo esta fuente de rayos X, que normalmente presentaba una baja luminosidad, vio aumentar hasta 50 veces su nivel de brillo en 2005 para volver a caer al cabo de unos cinco minutos. 

Las estrellas como nuestro Sol presentan un brillo moderado en rayos X y en ocasiones experimentan fulguraciones que aumentan su brillo tal y como se ha visto en esta fuente. Sin embargo, este tipo de eventos suelen tener una duración mucho mayor: de unas horas a varios días.

Por otro lado, sí se observan destellos breves en sistemas de estrellas binarias que albergan remanentes estelares densos, como estrellas de neutrones, pero estas emisiones de rayos X se caracterizan por una luminosidad mucho mayor.

“Este evento desafía nuestra comprensión de las emisiones de rayos X: es demasiado breve para tratarse de una fulguración estelar al uso, y demasiado débil para poder asociarse a un objeto compacto”, explica Sandro Mereghetti, autor principal del artículo que presenta los resultados.

Otra posibilidad es que la fuente sea lo que se conoce como binaria cromosféricamente activa, un sistema de dos estrellas con una intensa radiactividad causada por procesos en su cromosfera, una capa intermedia de su atmósfera. Pero incluso en tal caso, el fenómeno identificado no coincide plenamente con las propiedades de ningún objeto de esta categoría.

Los científicos sospechan que esta peculiar fuente no es única, y que el archivo de XMM-Newton debe de ocultar otros objetos con propiedades similares aún sin identificar, debido a la combinación de baja luminosidad y corta duración de las fulguraciones.

“El estudio sistemático de la variabilidad que ha dado lugar al catálogo EXTraS, junto a este primer intento de minería de datos, sugiere que hemos abierto una nueva ventana aún sin explorar al Universo de rayos X”, añade Sandro.

El equipo tiene previsto estudiar la fuente recién identificada con más detalle para comprender mejor su naturaleza, sin dejar de buscar objetos similares en el archivo.

“Es emocionante encontrar joyas ocultas como esta fuente en el archivo de XMM-Newton y que los estudiantes más jóvenes nos ayuden a encontrarlas mientras aprenden y se divierten”, concluye Norbert Schartel, científico del proyecto XMM-Newton de la ESA.

Notas para los editores
“EXTraS discovery of a peculiar flaring X-ray source in the Galactic globular cluster NGC 6540” de S. Mereghetti et al., (2018) está publicado en Astronomy & Astrophysics, DOI: 10.1051/0004-6361/201833086.

Los alumnos que han participado en este proyecto son Razvan Patrolea, Lorenzo Apollonio, Elena Pecchini, Cinzia Torrente, Bartolomeo Bottazzi-Baldi y Martino Giobbio, del Liceo Scientifico G.B. Grassi de Saronno (Italia). Descubrieron la fuente durante unas prácticas de dos semanas en el INAF de Milán en septiembre de 2017, como parte de una iniciativa respaldada por el Ministerio de Educación, Universidad e Investigación italiano.

El descubrimiento ha sido fruto del proyecto EU/7PM “Exploring the X-ray Transient and variable Sky” (EXTraS), dedicado al estudio sistemático de la variabilidad de las fuentes de rayos X en el archivo público de XMM-Newton.

Para más información:
Andrea De Luca
INAF, Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica
Milán, Italia
INFN, Pavia, Italia
Correo electrónico: andrea.deluca@inaf.it

Ruben Salvaterra
INAF, Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica
Milán, Italia
Correo electrónico: ruben.salvaterra@inaf.it

Sandro Mereghetti
INAF, Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica
Milán, Italia
Correo electrónico: sandro.mereghetti@inaf.it

Norbert Schartel
Científico del proyecto XMM-Newton
Agencia Espacial Europea
Correo electrónico: norbert.schartel@esa.it

Markus Bauer








ESA Science and Robotic Exploration Communication Officer









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