Un telescopio de agujeros negros capta el Sol en rayos x de alta energía

Los científicos consideran que el observatorio 'NuSTAR' ayudará a descifrar el enigma del calentamiento de la corona de la estrella

• Se ‘esconde’ la gran mancha solar que ha emitido potentes llamaradas

Las emisiones en rayos X de alta energía en el Sol se aprecian en esta imagen compuesta que sobrepone los datos del telescopio NuSTAR a los del SDO, ambos de la NASA.

Un telescopio de la NASA, el NuSTAR, diseñado y lanzado al espacio para observar agujeros negros, restos de supernova y otros fenómenos extremos en el universo, ha sido apuntado hacia un objeto mucho más corriente y cercano a la Tierra: el Sol. Se ha obtenido así la primera imagen de la estrella del Sistema Solar en rayos X de alta energía. Se trata de una foto sobrepuesta a otra tomada por el telescopio solar SDO, y en ella se aprecian emisiones de gas que superan los tres millones de grados centígrados.

Imagen de dos telescopios

La nueva foto del Sol, con datos del telescopio NuSTARcombinados con una imagen tomada por el  observatorio solar SDO, muestra en verde y azul las emisiones solares de alta energía (el verde corresponde a energías de entre 2 y 3 kiloelectronvoltios y el azul, entre 3 y 5 kiloelectronvoltios). El rojo corresponde a la luz ultravioleta captada por elSDO y desvela la presencia de material a baja temperatura en la atmósfera solar que está a un millón de grados, explica Caltech. Esta imagen desvela que parte de la emisiones más caliente captadas por el NuSTARprocede de localizaciones diferentes en las regiones activas de la corona de las de emisión más fría que capta elSDO.

“El NuSTAR nos dará una visión única del Sol, desde las partes más profundas hasta su atmósfera”, afirma David Smith, físico solar miembro del equipo del telescopio en la Universidad de California en Santa Cruz. Los científicos creen que con este observatorio podrían captar hipotéticas nanollamaradas solares.

La idea de apuntar el NuSTAR hacia el Sol surgió hace unos siete años, antes incluso de que el telescopio fuera lanzado al espacio (en junio de 2012), pero entonces pareció una propuesta descabellada, informa la NASA en un comunicado. “Al principio pensé que era una idea loca”, comenta Fiona Harrison, del Instituto de Tecnología de California (Caltech). “¿Por qué íbamos a apuntar hacia algo que está en nuestro patio trasero el telescopio de rayos X de alta energía más sensible que se ha construido jamás, diseñado para observar el universo profundo?”. Pero la idea fue ganando adeptos y acabó aprobándose.

No todo telescopio de rayos X puede permitirse mirar al Sol, que es demasiado brillante, por ejemplo, para el observatorio espacial Chandra, cuyos detectores resultarían afectados si lo intentara. Pero el NuSTAR(Nuclear Spectroscopic Telescope Array) no corre ese riesgo porque el Sol no es tan brillante en el rango de alta energía de rayos X para el que están diseñados sus detectores, y eso depende de la temperatura de la atmósfera solar, explican los expertos.

La temperatura de la capa más externa de la atmósfera solar desconcierta a los científicos. Su media está en torno al millón de grados centígrados, mientras que la superficie de la estrella ronda los 6.000 grados. No hay una explicación definitiva sobre este fenómeno. Es como si salieran llamas de cubitos de hielo, dicen los expertos del Jet Propulsion Laboratory (JPL), institución dependiente de Caltech que gestiona la misión NuSTAR para la NASA. Y este observatorio puede ayudar a resolver el enigma si llega a captar unas hipotéticas nanollamaradas que, de existir y en combinación con las llamaradas normales, podrían ser la fuente de ese alto calor en la corona. Las nanollamaradas serían versiones pequeñas de las bien conocidas llamaradas, que se generan en gigantescas erupciones de partículas cargadas y radiación de alta energía asociadas a las manchas solares. “ElNuSTAR será muy sensible a la más leve actividad en rayos X que se produzca en la atmósfera solar, y eso incluye posibles nanollamaradas”, señala Smith.

Ilustración del telescopio NuSTAR, con el mástil desplegado de 10 metros de longitud para separar los modulo ópticos de los detectores. / NASA/JPL-CALTECH

El Sol está ahora en su pico de actividad del actual ciclo de manchas (de unos 11 años de duración), que es el número 24 desde que comenzó su registro sistemático en 1755. Por ellos los especialistas confían en que obtendrán mejores datos en futuras imágenes, cuando la estrella se calme, señala Smith.

El NuSTAR, una misión pequeña de la NASA y de bajo coste (unos 140 millones de euros) en la que participan varias universidades e institutos de investigación estadounidenses, la Universidad Técnica de Dinamarca y la Agencia Italiana del Espacio (ASI), está en órbita casi ecuatorial alrededor de la Tierra, a poco más de 600 kilómetros de altura. Sus objetivos científicos esenciales son hacer un censo de estrellas colapsadas y agujeros negros de diferentes tamaños mediante la observación de regiones alrededor del centro de la Vía Láctea, pero asomándose también al cielo extragaláctico; cartografiar el material sintetizado en remanentes de supernovas jóvenes para comprender cómo se crean elementos químicos; y ayudar a desvelar qué alimenta los chorros relativistas de partículas que emergen de las galaxias activas más extremas que alojan agujeros negros supermasivos

Detectan una superllamarada 10000 veces más potente que la del Sol

Proviene de una estrella de nuestro vecindario cósmico, a 60 años luz de distancia, y es la mayor, más caliente y más larga secuencia de llamaradas estelares jamás vista hasta el momento

NASA'S GODDARD SPACE FLIGHT CENTER/S. WIESSINGER

El estallido inicial fue 100.000 veces más potente que la mayor llamarada solar nunca registrada

El pasado 23 de abril, el satélite Swift, de la NASA, detectó la mayor, más caliente y más larga secuencia de llamaradas estelares jamás vistas hasta el momento en una enana roja de nuestro vecindario. El estallido inicial de la serie fue más de 10.000 veces más potente que la mayor llamarada solar nunca registrada.

"Solemos pensar que las mayores llamaradas emitidas por una enana roja no duran más de un día, pero el Swift ha detectado por lo menos siete enormes erupciones en un periodo de menos de dos semanas", afirma Stephen Drake, astrofísico del Centro de Vuelos Espaciales Goddard, de la NASA.

En su pico, la llamarada alcanzó más de 200 millones de grados,más de doce veces la temperatura que reina en el núcleo del Sol.

Esta "superllamarada" se produjo en una de nuestras estrellas vecinas, en concreto en uno de los dos miembros del sistema binario conocido como DG Canum Venaticorum, o DG CVn, a unos 60 años luz de distancia. Las dos estrellas del sistema son enanas rojas, con masas y tamaños tres veces menores que las de nuestro Sol. Ambos astros orbitan uno alrededor del otro a una distancia que multiplica por tres la distancia media entre la Tierra y el Sol (que es de 150 millones de km.).

"Se trata de un sistema poco estudiado -explica Rachel Osten, astrónoma del Space Telescope Science Institute-. Y no teníamos ni idea de que pudiera hacer una cosa así".

La mayoría de las estrellas que se encuentran a menos de 100 años luz del Sistema Solar son de mediana edad. Pero cerca de un millar de jóvenes enanas rojas nacidas en otros lugares más lejanos vaga también a la deriva por esta región, dando a los astrónomos la oportunidad de estudiar con detalle la intensa actividad típica de las estrellas más jóvenes.

Los investigadores, de hecho, estiman que DG CVn nació apenas hace 30 millones de años, lo cual es menos del 0,7 por ciento de la edad de nuestro Sistema Solar.

Todas las estrellas emiten llamaradas por las mismas razones que lo hace el Sol. Alrededor de las zonas más activas de la atmósfera estelar, los campos magnéticos se retuercen y distorsionan. Y al hacerlo, van acumulando energía de forma similar a como lo haría una banda elástica de goma que estuviéramos estirando y retorciendo. En ocasiones, un proceso llamado "reconexión magnética" desestabiliza los campos, lo cual se traduce en una súbita liberación explosiva de toda la energía acumulada previamente. Las llamaradas emiten una intensa radiación a lo largo de todo el espectro electromagnético, desde las ondas de radio a la luz visible, ultravioleta o de rayos X.

Una intensidad X 100.000

A las 5.07 de la tarde del pasado 23 de abril, el súbito aumento de emisiones de rayos X causado por la super llamarada de DG CVn activó las alarmas del instrumento BAT (Burst Alert Telescope) del satélite Swift, que en apenas unos segundos calculó la posición del suceso y decidió, de forma automática, que el evento merecía ser analizado por el resto de instrumentos. Así que el satélite se orientó de inmediato para observar el fenómeno con todo detalle y, al mismo tiempo, informó a los astrónomos de todo el mundo de que se estaba produciendo una llamarada de enormes proporciones.

"Durante por lo menos tres minutos desde que el BAT se activó -explica Adam Kowalski, que estudió en detalle el suceso- la luminosidad de los rayos X fue mayor que la luminosidad combinada de las dos estrellas juntas en todas las longitudes de onda. Llamaradas tan grandes en una enana roja es algo extraordinariamente raro de ver".

Las mayores llamaradas solares se clasifican en la categoría X. "La mayor llamarada que nunca hemos visto en nuestro Sol -continúa Drake- ocurrió en noviembre de 2003 y alcanzó una intensidad de X 45. Si miráramos la llamarada de DG CVn desde la misma distancia que hay desde la Tierra al Sol, habría sido de una intensidad X 100.000".

Como las réplicas de un terremoto

Pero eso no fue todo. Tres horas después de la llamarada inicial, cuando los rayos X estaban en fase descendente, el sistema estalló con otra llamarada casi tan intensa como la primera. Algo que también se puede ver el el Sol, cuando una llamarada en una región activa desencadena otros fogonazos en regiones vecinas.

En los siguientes once días, el Swift detectó una serie de explosiones muy intensas, aunque ninguna logró superar a las dos primeras. Los investigadores comparan esta sucesión de llamaradas en cascada con las réplicas de un terremoto. En total, la estrella tardó 20 días en volver a un nivel normal de emisiones de rayos X.

¿Pero cómo puede una estrella que es un tercio del Sol producir erupciones tan gigantescas? El factor clave es su rápida rotación, un ingrediente esencial para la amplificación de los campos magnéticos. Y resulta que DG CVn rota treinta veces más deprisa que el Sol. Cuando éste era joven, también rotaba más deprisa, y es muy posible que en aquél tiempo fuera capaz de generar superllamaradas como la observada ahora por los astrónomos. Afortunadamente, nuestro Sol ya no está en condiciones de hacer una cosa así.

¿De qué se alimenta el sol?