Estallido de llamaradas en la Nebulosa del Cangrejo

El famoso remanente de supernova de la Nebulosa del Cangrejo ha estallado en una enorme llamarada cinco veces más potente que cualquier otra llamarada anteriormente vista procedente de este objeto. El 12 de abril, el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi detectó el estallido, el cual duró seis días. La nebulosa son los restos de una estrella que estalló y cuya luz emitida alcanzó la Tierra en el año 1054. Está situada a 6500 años luz de distancia en la constelación de Taurus. En el corazón de una nube de gas en expansión está lo que es el resto del núcleo de la estrella original, una estrella de neutrones superdensa que gira 30 veces por segundo. Con cada rotación, la estrella lanza intensos haces de radiación hacia la Tierra, creando el pulso de emisión característico de una estrella de neutrones giratoria (también conocida como púlsar).

Aparte de estos pulsos, los astrofísicos creían que la Nebulosa del Cangrejo era una fuente virtualmente constante de radiación de alta energía. Pero en enero, los científicos asociados a distintos observatorios orbitales, incluyendo Fermi, Swift y RXTE de la NASA, informaron de cambios en el brillo a largo plazo en las energías de rayos X. La Nebulosa del Cangrejo alberga una variabilidad en alta energía que ahora estamos apreciando completamente", dice Rolf Buehler, miembro del equipo del Telescopio Fermi de Gran Área (LAT) en el Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas y Cosmología, una instalación conjunta situada en el Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC del Departamento de Energía en la Universidad de Stanford.
Desde 2009, Fermi y el satélite AGILE de la Agencia Espacial Italiana han detectado varias llamaradas de rayos gamma de vida corta a energías superiores a 100 millones de electrón volts (eV) - cientos de veces más alto que las variaciones en rayos X observadas en la nebulosa. Por comparación, la luz visible tiene energías entre 2 y 3 eV.
El 12 de abril, LAT de Fermi y más tarde AGILE, detectaron una llamarada 30 veces más energética que la emisión normal de rayos gamma de la nebulosa, y cinco veces más potente que anteriores estallidos. El 16 de abril hubo una llamarada aún más brillante, pero en el lapso de un par de días, la inusual actividad se apagó por completo.
"Estas superllamaradas son los estallidos más intensos que hemos visto hasta la fecha, y son eventos extremadamente desconcertantes", dice Alice Harding del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Creemos que están provocadas por súbitas reordenaciones del campo magnético no lejos de la estrella de neutrones, pero exactamente dónde sucede esto sigue siendo un misterio".
Las emisiones de alta energía del Cangrejo se cree que son el resultado de procesos físicos que proceden del rápido giro de la estrella de neutrones. Los teóricos normalmente están de acuerdo en que las llamaradas deben surgir dentro de un tercio de año luz desde la estrella de neutrones, pero los esfuerzos por situar el punto con mayor precisión han demostrado ser infructuosos hasta la fecha.
Desde septiembre de 2010, el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA rutinariamente ha monitorizado la nebulosa en un esfuerzo por identificar la emisión de rayos-X asociada con los estallidos. Cuando los científicos de Fermi alertaron a los astrónomos sobre el inicio de una nueva llamarada, Martin Weisskopf y Allyn Tennant del Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, disparando un conjunto de observaciones pre-planificadas usando Chandra.
"Gracias a la alerta de Fermi, tuvimos la suerte de que nuestras observaciones planificadas cuadrasen con los rayos gamma más brillantes de las llamaradas", dice Weisskopf. "A pesar de la excelente resolución de Chandra, no detectamos cambios obvios en las estructuras de rayos X de la nebulosa y alrededor del púlsar que podrían estar claramente asociadas con la llamarada".
Los científicos creen que las llamaradas tienen lugar cuando el intenso campo magnético cerca del púlsar sufre una súbita restructuración. Tales cambios pueden acelerar partículas como electrones a velocidades cercanas a la de la luz. Cuando estos electrones de alta velocidad interactúan con el campo magnético, emiten rayos gamma.
Para tener en cuenta la emisión observada, los científicos dicen que los electrones deben tener energías 100 veces superiores a las que se pueden lograr en cualquier acelerador de partículas de la Tierra. Esto los hace los electrones de mayor energía conocidos que se han asociado con cualquier fuente galáctica. Basándose en las subidas y bajadas de los rayos gamma durante los estallidos de abril, los científicos estiman que el tamaño de la región emisora debe ser comparable en tamaño al del Sistema Solar.