La matriz de telescopios espectroscópicos nucleares de la NASA, o NuSTAR, ha capturado la mejor vista de rayos X de alta energía hasta ahora de una parte de nuestra gran galaxia vecina más cercana, Andrómeda. La misión espacial ha observado 40 "binarios de rayos X", fuentes intensas de rayos X compuestas por un agujero negro o una estrella de neutrones que se alimenta de un compañero estelar.
En última instancia, los resultados ayudarán a los investigadores a comprender mejor el papel de las binarias de rayos X en la evolución de nuestro universo. Según los astrónomos, estos objetos energéticos pueden desempeñar un papel fundamental en el calentamiento del baño de gas intergaláctico en el que se formaron las primeras galaxias.
"Andrómeda es la única galaxia espiral grande donde podemos ver binarios de rayos X individuales y estudiarlos en detalle en un entorno como el nuestro", dijo Daniel Wik del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien presentó los resultados en el 227ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Kissimmee, Florida. "Entonces podemos usar esta información para deducir lo que está sucediendo en galaxias más distantes, que son más difíciles de ver".
Andrómeda, también conocida como M31, puede considerarse la hermana mayor de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Ambas galaxias tienen forma de espiral, pero Andrómeda es un poco más grande que la Vía Láctea. Andrómeda, situada a 2,5 millones de años luz de distancia, está relativamente cerca en términos cósmicos. Incluso se puede ver a simple vista en cielos oscuros y despejados.
Otras misiones espaciales, como el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, han obtenido imágenes más nítidas de Andrómeda a energías de rayos X más bajas que los rayos X de alta energía detectados por NuSTAR. La combinación de Chandra y NuSTAR proporciona a los astrónomos una herramienta poderosa para conocer la naturaleza de las binarias de rayos X en las galaxias espirales.
En las binarias de rayos X, un miembro es siempre una estrella muerta o un remanente formado por la explosión de lo que alguna vez fue una estrella mucho más masiva que el sol. Dependiendo de la masa y otras propiedades de la estrella gigante original, la explosión puede producir un agujero negro o una estrella de neutrones. En las circunstancias adecuadas, el material de la estrella compañera puede "desbordar" sus bordes más externos y luego ser atrapado por la gravedad del agujero negro o la estrella de neutrones. A medida que el material cae, se calienta a temperaturas extremadamente altas, liberando una gran cantidad de rayos X.
Con la nueva vista de NuSTAR de una franja de Andrómeda, Wik y sus colegas están trabajando para identificar la fracción de binarios de rayos X que albergan agujeros negros frente a estrellas de neutrones. Esa investigación les ayudará a comprender a la población en su conjunto.
"Nos hemos dado cuenta en los últimos años de que es probable que los remanentes de menor masa de la evolución estelar normal, los agujeros negros y las estrellas de neutrones, puedan desempeñar un papel crucial en el calentamiento del gas intergaláctico en épocas muy tempranas del universo. , alrededor del amanecer cósmico ", dijo Ann Hornschemeier de NASA Goddard, investigadora principal de los estudios de NuSTAR en Andrómeda.
"Las observaciones de las poblaciones locales de agujeros negros del tamaño de una masa estelar y estrellas de neutrones con NuSTAR nos permiten averiguar cuánta energía está saliendo de estos sistemas".
La nueva investigación también revela cómo Andrómeda puede diferir de nuestra Vía Láctea. Fiona Harrison, investigadora principal de la misión NuSTAR, agregó: "El estudio de las poblaciones estelares extremas en Andrómeda nos dice cómo su historia de formación de estrellas puede ser diferente a la de nuestro vecindario".
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