En las profundidades del cosmos existen objetos extraordinarios llamados fuentes ultraluminosas de rayos X (ULX), los cuales producen una cantidad de energía que desafía las leyes físicas conocidas. Un estudio reciente publicado en The Astrophysical Journal confirma que estos objetos emiten 10 millones de veces más energía que el Sol.
Esta potencia desafía el límite teórico de Eddington, que establece el brillo máximo que un objeto puede alcanzar en relación con su masa. Los ULX superan este límite entre 100 y 500 veces, dejando perplejos e intrigados a los científicos.
Midiendo ULXs
Para el trabajo, los investigadores emplearon la matriz de telescopios espectroscópicos nucleares de la NASA (NuSTAR) para medir un ULX por primera vez. Los datos confirmaron que estos objetos son tan luminosos como parecen, superando constantemente el límite de Eddington.
El equipo especula que ese extraordinario brillo podría atribuirse a los fuertes campos magnéticos de la ULX. Según la teoría, estos son miles de millones de veces más potentes que los imanes más poderosos de la Tierra.
El límite de Eddington es una coyuntura crítica en la que la luz supera a la gravedad. Esto provoca que los fotones empujen hacia afuera y superen la atracción gravitarotia hacia el interior del objeto.
Si un ULX emite suficiente luz por unidad de superficie, alcanza este límite, repeliendo teóricamente cualquier gas o material que se acerque a él. Esto es especialmente importante porque el gas y el material que caen sobre un ULX debido a su atracción gravitatoria son las fuentes de su brillo radiante.
Estrella de neutrones
Anteriormente se suponía que los ULX eran agujeros negros rodeados de gas luminoso. Sin embargo, en 2014, los datos de NuSTAR revelaron que el ULX llamado M82 X-2 era, en realidad, una estrella de neutrones.
La gravedad de la superficie de una estrella de neutrones es alrededor de 100 billones de veces más fuerte que la de la Tierra. Esto hace que el gas y otros materiales se aceleren a velocidades tremendas y liberen una gran cantidad de energía al chocar con la superficie de la estrella de neutrones. Dicha interacción produce la luz de rayos X de alta energía detectada por NuSTAR.
El estudio más reciente también reveló que M82 X-2 extrae aproximadamente 9 billones de billones de toneladas de material de una estrella vecina cada año, lo que equivale a aproximadamente una vez y media la masa de la Tierra. Esta medida permitió a los científicos estimar el brillo del ULX, confirmando así que M82 X-2 desafía el límite de Eddington. Sin embargo, el misterio que rodea a los ULX todavía no está completamente resuelto.
Otros misterios
Algunos investigadores plantean la hipótesis de que los fuertes vientos pueden formar un cono hueco alrededor de la fuente de luz, dirigiendo la mayor parte de la emisión en una dirección. Esto podría crear una ilusión óptica de ULX que excedan el límite de Eddington.
Por otro lado, el estudio propone que los campos magnéticos intensos pueden distorsionar los átomos en formas alargadas, reduciendo así el empuje de los fotones y permitiendo que el objeto alcance un brillo máximo mayor.
Según Matteo Bachetti, autor principal del estudio, encontrar estos fenómenos nos permite presenciar efectos de campos magnéticos imposibles de replicar en la Tierra. A través de tales observaciones astronómicas, descubrimos gradualmente los secretos del universo, incluso mientras permanecemos a merced del cosmos para revelar sus misterios.