Un hallazgo de XRISM desafía la teoría de los vientos cósmicos y podría cambiar la comprensión de las galaxias

La misión XRISM, una colaboración entre la Agencia Espacial Japonesa (JAXA), la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA), acaba de publicar en Nature un resultado inesperado. Al observar la estrella de neutrones GX13+1, los astrónomos encontraron vientos cósmicos mucho más densos y lentos de lo que predecía la teoría.

El hallazgo fue posible gracias al instrumento Resolve, un calorímetro de rayos X capaz de analizar con precisión la energía de los fotones. Con esta herramienta, el equipo detectó detalles sin precedentes en el flujo de materia que escapa del sistema, algo que hasta ahora solo se había estudiado en agujeros negros supermasivos.

GX13+1 es el núcleo colapsado de una antigua estrella masiva. Rodeada por un disco de acreción de gas caliente, esta fuente emite rayos X intensos al tiempo que expulsa parte del material hacia el espacio. Estos vientos son clave porque redistribuyen energía y materia en su entorno, influyendo en la formación estelar y en la evolución de las galaxias.

En febrero de 2024, mientras XRISM apuntaba a GX13+1, el sistema aumentó inesperadamente su brillo hasta alcanzar el límite de Eddington, un tope teórico en el que la radiación generada es capaz de transformar casi toda la materia que cae en viento cósmico. Fue una coincidencia perfecta, el telescopio estaba mirando justo en el momento del estallido.

“No podríamos haber programado esto ni aunque lo hubiéramos intentado”, reconoció Chris Done, de la Universidad de Durham y uno de los investigadores principales. “El sistema pasó de la mitad de su brillo máximo a un estado mucho más intenso, creando un viento más denso que nunca antes habíamos visto”.

La sorpresa fue la velocidad. Aunque el viento alcanzaba un millón de kilómetros por hora, resultaba muy lento en comparación con los vientos observados en agujeros negros supermasivos, que pueden moverse al 20 o 30 % de la velocidad de la luz. Para Matteo Guainazzi, científico del proyecto XRISM en la ESA, la calidad de los datos fue “revolucionaria” y marca un antes y un después en la astrofísica de rayos X.

El contraste es llamativo. En sistemas similares al límite de Eddington, los agujeros negros producen vientos ultrarrápidos y fragmentados, mientras que en GX13+1 el flujo es más denso y uniforme. ¿Por qué dos objetos tan parecidos generan resultados tan distintos?

La explicación propuesta apunta a la temperatura de los discos de acreción. En los agujeros negros supermasivos, mucho más grandes, la energía se reparte en áreas extensas y la radiación dominante es ultravioleta. Esa luz interactúa más fácilmente con la materia, impulsando vientos veloces. En cambio, los discos alrededor de estrellas de neutrones emiten rayos X más energéticos pero menos eficaces para empujar gas a grandes velocidades.

De confirmarse esta hipótesis, el descubrimiento obligará a revisar los modelos de cómo la radiación regula la materia en entornos extremos. La retroalimentación de estos vientos no es un detalle menor, puede desencadenar o frenar la formación de estrellas y, en última instancia, moldear la evolución de las galaxias.

“Todavía me sorprende lo lento que es este viento, y lo denso que resulta”, admitió Done. “Es como mirar el sol a través de un banco de niebla. Todo se vuelve más oscuro cuando la niebla es densa”. La metáfora refleja el asombro de una comunidad científica que ahora cuenta con XRISM como herramienta para desentrañar los misterios del cosmos.

La misión, lanzada en 2023, es un anticipo de lo que vendrá. Su capacidad de resolución abre la puerta al próximo telescopio europeo de rayos X, NewAthena, que estudiará con aún más detalle los procesos que gobiernan la materia en los entornos más extremos del universo.

Fuente: ESA