Un mapa 3D revela que la burbuja local de nuestro sistema solar tiene un 'túnel de escape'

Un mapa en 3D de nuestro vecindario cósmico ha revelado regiones frías y calientes, así como un "túnel de escape" de nuestra burbuja local.

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Utilizando datos del eROSITA All-Sky Survey, los astrónomos han creado un mapa en 3D de la burbuja de baja densidad de gas caliente de millones de grados que emite rayos X y que rodea el sistema solar.

La investigación ha revelado un gradiente de temperatura a gran escala dentro de esta burbuja, llamada Burbuja Caliente Local (LHB), lo que significa que contiene puntos fríos y calientes. El equipo sospecha que este gradiente de temperatura puede haber sido causado por la explosión de estrellas masivas que detonan en supernovas, lo que provoca que la burbuja se recaliente. Este recalentamiento haría que la bolsa de gas de baja densidad se expandiera.

Los investigadores también encontraron lo que parece ser un "túnel interestelar", un canal entre estrellas dirigido hacia la constelación de Centauro. Este túnel puede unir la burbuja del sistema solar con una superburbuja vecina y podría haber sido excavado por estrellas jóvenes en erupción y vientos estelares potentes y de alta velocidad.

Los científicos conocen el concepto LHB desde hace al menos cinco décadas. Esta cavidad de gas de baja densidad se sugirió por primera vez para explicar las mediciones de fondo de rayos X de energía relativamente baja o "blandos". Estos fotones, con una energía de alrededor de 0,2 electronvoltios (eV), no pueden viajar muy lejos a través del espacio interestelar antes de ser absorbidos.

El hecho de que nuestro vecindario solar inmediato esté desprovisto de grandes cantidades de polvo interestelar que podría emitir estos fotones sugirió la existencia de plasma emisor de rayos X blandos que desplaza materiales neutros alrededor del sistema solar en una "burbuja caliente local". Así nacieron las teorías del LHB.

Uno de los principales problemas de esta teoría surgió en 1996, cuando los científicos descubrieron que los intercambios entre el viento solar, una corriente de partículas cargadas expulsadas por el sol, y las partículas de la "geocorona" de la Tierra, la capa más externa de la atmósfera de nuestro planeta, emiten Fotones de rayos X con energías similares a las que se propone originar en el LHB.

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Comprender la burbuja local del sistema solar

El telescopio eROSITA, el instrumento principal de la misión Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG) lanzada en 2019, es el instrumento ideal para abordar este enigma. A 1,5 millones de kilómetros (1 millón de millas) de la Tierra, eROSITA es el primer telescopio de rayos X que observa el universo desde fuera de la geocorona de la Tierra, lo que significa que se puede descartar un posible "ruido" de rayos X de las observaciones de fotones del LHB.

Además, el All-Sky Survey de eROSITA (eRASS1) recopiló datos durante una pausa en el ciclo solar de 11 años del sol cuando los vientos solares son débiles, llamado "mínimo solar". Esto redujo la cantidad de contaminación proveniente del intercambio de viento solar.

"En otras palabras, los datos de eRASS1 publicados este año proporcionan la vista más limpia del cielo en rayos X hasta la fecha, lo que lo convierte en el instrumento perfecto para estudiar el LHB", dijo el líder del equipo Michael Yeung, investigador del Instituto Max Planck de Física (MPE), dijo en un comunicado.

Después de dividir el hemisferio de la Vía Láctea en 2.000 regiones distintas, Yeung y sus colegas analizaron la luz de todas estas regiones. Lo que descubrieron fue una clara disparidad en las temperaturas en el LHB, con el Norte Galáctico más frío que el Sur Galáctico.

El mismo equipo ya había comprobado que el gas caliente del LHB es relativamente uniforme en términos de densidad. Comparando esto con el gas en nubes moleculares densas y frías en el borde del LHB, el equipo pudo crear un mapa 3D detallado del LHB.

Esto reveló que el LHB se extiende hacia los polos del hemisferio galáctico. El gas caliente se expande en la dirección que ofrece menor resistencia, que, en este caso, se aleja del disco galáctico. Por lo tanto, esto no fue una gran sorpresa para los investigadores, ya que también es un hallazgo que ya había sido revelado por el predecesor de eROSITA, ROSAT, hace aproximadamente tres décadas.

Pero el nuevo mapa 3D reveló algo hasta ahora desconocido.

"Lo que no sabíamos era la existencia de un túnel interestelar hacia Centauro, que abre un hueco en el medio interestelar más frío", dijo en el comunicado Michael Freyberg, miembro del equipo y físico del MPE. "Esta región destaca claramente gracias a la sensibilidad muy mejorada de eROSITA y a una estrategia de exploración muy diferente en comparación con ROSAT".

Curiosamente, el equipo sospecha que el túnel Centaurus en el LHB puede ser simplemente parte de una red de túneles de gas caliente que se abren camino entre el gas frío del medio interestelar entre las estrellas.

Esta red de medios interestelares se mantendría y sostendría por la influencia de las estrellas en forma de vientos estelares, las supernovas que marcan la muerte de estrellas masivas y los chorros que salen disparados de estrellas o "protoestrellas" recién formadas.

Estos fenómenos se denominan colectivamente "retroalimentación estelar" y se cree que atraviesan la Vía Láctea, dándole forma.

Además del mapa 3D del LHB, el equipo también creó un censo de restos de supernovas, superburbujas y polvo, que incorporaron al mapa para construir un modelo interactivo 3D de la vecindad cósmica del sistema solar.

Esto incluía otro túnel mediano interestelar previamente conocido llamado túnel de Canis Majoris. Se cree que se extiende entre LHB y la nebulosa Gum o entre LHB y GSH238+00+09, una superburbuja más distante.

También mapearon densas nubes moleculares en el borde del LHB que se alejan de nosotros. Estas nubes podrían haberse formado cuando el LHB fue "limpiado" y el material más denso fue arrastrado hasta sus extremos. Esto también podría dar una pista de cuándo entró el sol en esta burbuja local de baja densidad.

"Otro dato interesante es que el Sol debió haber entrado en el LHB hace unos pocos millones de años, un tiempo corto en comparación con la edad del Sol [4.600 millones de años]", dijo Gabriele Ponti, miembro del equipo y científico del MPE. "Es pura coincidencia que el Sol parezca ocupar una posición relativamente central en el LHB mientras nos movemos continuamente a través de la Vía Láctea".

Puede explorar el modelo 3D del equipo de nuestro vecindario solar aquí.

Publicado originalmente en Space.com.