Una pequeña estrella crea un monumental rayo de materia y antimateria

Un gigantesco haz de materia y antimateria emana de una estrella colapsada de solo 16 kilómetros de ancho: el fenómeno podría ayudar a comprender la influencia en nuestra galaxia de los positrones, el equivalente a los electrones en la antimateria. 

Un grupo de astrónomos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA ha registrado un haz de materia y antimateria de más de 64 billones de kilómetros de largo: el enorme haz está alimentado por un púlsar, una diminuta estrella colapsada que gira rápidamente y está dotada de un fuerte campo magnético. 

Según una

nota de prensa

, el hallazgo podría explicar la presencia y el impacto de los positrones, que son las contrapartes de antimateria de los electrones y se encuentran por toda la Vía Láctea. El nuevo estudio, publicado recientemente en The Astrophysical Journal, enriquece observaciones realizadas en 2020: en ese momento, los científicos no habían podido apreciar toda la longitud del haz generado por el púlsar, porque se extendía más allá del borde del detector Chandra. Con las nuevas observaciones, comprobaron que el haz o filamento es el más largo producido por un púlsar visto desde la Tierra, por lo menos hasta el momento.

Las fuentes de antimateria

La antimateria es la extensión del concepto de antipartícula a la materia. De esta forma, la antimateria es una variedad de materia menos frecuente, que está constituida por antipartículas, que se contraponen a las partículas que conforman la materia común. En otras palabras, la antimateria es similar a la materia ordinaria pero con sus cargas eléctricas invertidas. Por ejemplo, un positrón es el equivalente cargado positivamente al electrón.

Aunque la gran mayoría del Universo consiste en materia ordinaria en lugar de

antimateria

, los especialistas continúan encontrando evidencia de un número relativamente grande de positrones en los detectores ubicados en la Tierra. En consecuencia, intentan descubrir cuáles son las posibles fuentes de esta antimateria identificada en la Vía Láctea y cómo llega a nuestro planeta.

El púlsar que ha generado el enorme haz podría aportar algunas pistas al respecto: denominado PSR J2030 + 4415, se encuentra a unos 1.600 años luz de la Tierra. Este objeto del tamaño de una ciudad gira alrededor de tres veces por segundo, y se formó a partir del colapso de una estrella masiva. Se desplaza a través del espacio interestelar a aproximadamente 1,6 millones de kilómetros por hora.

Video: el haz identificado podría resolver algunos de los misterios más profundos relacionados con la antimateria en la Vía Láctea. Crédito: Chandra X-ray Observatory / YouTube.

Una “fuga” de antipartículas

Los científicos creen que estos púlsares pueden ser una especie de “fábricas” de

antimateria

, parte de la cual escapa del entorno de esas estrellas colapsadas y de los halos que producen, desperdigándose por la galaxia y llegando a la Tierra. ¿Por qué se generaría este fenómeno? Al parecer, la combinación de dos extremos como la rotación rápida y los altos campos magnéticos de los púlsares crea las condiciones propicias para la aceleración de partículas y la radiación de alta energía, gestando así pares de electrones y positrones.

Todo indica que el púlsar PSR J2030 + 4415 y otros similares pueden estar filtrando estos positrones en la galaxia. En el caso específico estudiado, la interacción entre el campo magnético interestelar y el campo magnético del propio púlsar habría producido una fuga de partículas: los electrones y positrones de alta energía salieron a chorros a través de una “boquilla” formada por la conexión entre ambos campos magnéticos.

A medida que las partículas se trasladaban a lo largo de esa línea del campo magnético interestelar a aproximadamente un tercio de la velocidad de la luz, generaron destellos y produjeron el extenso haz o filamento observado en rayos X por Chandra. En nuevas investigaciones, los investigadores intentarán profundizar con respecto al papel que cumplen los púlsares en la distribución de antipartículas por toda la Vía Láctea. 

Referencia

Application of a Steady-state Accretion Disk Model to Spectrophotometry and High-resolution Spectra of Two Recent FU Ori Outbursts

. Antonio C. Rodriguez et al. The Astrophysical Journal (2022). DOI:

https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac496b