Adeus á 'néboa' que impedía ver os confíns do Universo

Aí arriba, no espazo, un gran número de obxectos, desde estrelas individuais a grandes cúmulos de galaxias, emiten radiación en forma de raios X. Pero non todos eses raios son iguais. Hainos de baixa enerxía, aos que os astrónomos se refiren como ’brandos’, e tamén moito máis penetrantes, os chamados raios X ’duros’.

Desde sempre, explorar o Universo na banda dos raios X brandos foi algo parecido a intentar ver unha paisaxe nocturna a través do cristal sucio e embazado dun coche en marcha. Por iso, e durante décadas, as observacións do cosmos máis afastado víronse ’emborronadas’ por un molesto e difuso resplandor flutuante. Unha luz fantasmagórica que non provén de buracos negros afastados nin de colosais cúmulos de galaxias, senón da nosa propia ’casa’: o Sistema Solar.

O fenómeno ten un nome técnico complexo: ’intercambio de carga do vento solar’ (SWCX). Para entendelo, podemos pensar nunha autoestrada pola que circulan vehículos a toda velocidade (as partículas altamente cargadas que o Sol expulsa en forma de vento solar). De súpeto, estes bólidos atravesan espesos bancos de néboa, o gas difuso, neutro ou pouco ionizado da heliosfera (a inmensa ’burbulla’ magnética que envolve todo o Sistema Solar).

Ao chocar a semellantes velocidades, os pesados ións do vento solar róubanlle electróns aos átomos do gas interplanetario. O que deixa ao ión nun estado de alta excitación que, ao relaxarse de novo, libera un escintileo de enerxía en forma de fotón de raios X, dando lugar á ’néboa’.

Debido ao feito de que a actividade e a composición do vento solar cambian constantemente, esta ’néboa luminosa’ varía no tempo, no espazo e nas súas características espectrais, converténdose nun auténtico pesadelo para os astrofísicos. Os intentos e estudos anteriores para corrixir esta contaminación apenas lograran estimacións parciais e con altas marxes de incerteza. Ata o de agora.

Un equipo internacional de investigadores liderado por Konrad Dennerl, do Instituto Max Planck, logrou a proeza de separar ese brillo local do auténtico fondo cósmico. O fito, recentemente publicado en Science, foi posible grazas aos datos de eROSITA, o telescopio de raios X a bordo da nave espacial ruso-alemá Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG). A diferenza doutros observatorios, a SRG orbita a 1,5 millóns de quilómetros do noso planeta. Esta posición é vital, xa que o sitúa moi por encima da Xeocorona terrestre, a envoltura superior da nosa atmosfera que tamén xera os seus propios e molestos raios X.

Dennerl e os seus colegas analizaron o hemisferio galáctico occidental utilizando os datos de catro varridos completos do ceo (do eRASS 1 ao eRASS 4), tomados en intervalos de seis meses desde decembro de 2019. Casualmente, esas datas coincidiron cun período de mínima actividade do ciclo de once anos do noso Sol. A estratexia dos investigadores foi sinxela: asumindo que as fontes do espazo profundo non cambian drasticamente a gran escala, seleccionaron a imaxe co fluxo máis débil en cada rexión do ceo, eliminando así os picos temporais do vento solar.

O resultado foi o mapa do ceo escuro máis limpo xamais creado na banda enerxética de 0,27 a 0,69 kiloelectronvoltios (keV). «Logramos constrinxir e cuantificar as emisións de raios X brandos da heliosfera», sinala Dennerl no estudo. E os datos son contundentes: nas rexións máis escuras deste novo mapa, as análises confirman que máis do 94% do fluxo observado provén indiscutiblemente de máis alá do Sistema Solar.

En ciencia, con todo, a miúdo o que para algúns non é máis que lixo supón un auténtico tesouro. E resulta que ese ’ruído’ que emborrona as imaxes dos telescopios converteuse, tamén, nunha ferramenta inédita para estudar a nosa propia contorna. De feito, ao illar esa emisión de todo o demais, os investigadores descubriron que poden usar eses raios X coma se fosen un radar para cartografar como flúe a materia interestelar a través do noso sistema.

Así, Dennerl e os seus colegas trazaron un mapa tridimensional de emisións e atoparon un patrón que delata a dirección na que o Sistema Solar navega a través do Medio Interestelar Local (LISM) a unha velocidade de 26 quilómetros por segundo. E detectaron como os átomos de helio interestelar, atraídos pola gravidade do Sol, forman o que se coñece como un ’cono de enfoque de helio’, unha densa rexión onde a colisión co vento solar dispara a emisión de raios X. Os átomos de hidróxeno, pola súa banda, sofren outro destino: a radiación várreos, esculpindo unha enorme ’cavidade de hidróxeno’ no espazo que nos rodea.

Os datos tamén revelaron como, a medida que avanza o ciclo solar, o ’vento solar lento’ (que contén abundantes ións pesados altamente cargados) expándese desde o ecuador cara a latitudes máis altas. Ademais, demostraron que o brillo fluctúa fortemente a través de estruturas espirais de densidade dentro do propio vento, xerando cambios de luminosidade en cuestión de horas. Un fenómeno que antes se atribuía erroneamente á atmosfera da Terra.

En definitiva, eROSITA non só nos entregou as ’lentes’ máis limpas da historia para asomarnos ao Universo profundo, senón que nos proporcionou un mapa meteorolóxico inigualable das tormentas invisibles que varren as inmediacións do noso fogar no espazo.

FONTE: José M.Nieves/abc.es/ciencia