Mapa de rayos X revela un 'túnel' interestelar

Un mapa de rayos X revela un 'túnel' interestelar en nuestro vecindario

El 29 de octubre de 2024, un equipo liderado por el Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre publicó un detallado estudio de rayos X que redefine el entorno galáctico inmediato alrededor del Sol. Utilizando el primer barrido de todo el cielo del telescopio SRG/eROSITA, los autores produjeron un modelo tridimensional de la Burbuja Caliente Local (LHB, por sus siglas en inglés) e identificaron corredores estrechos de baja densidad de plasma a millones de grados —descritos en el artículo como "túneles"—, incluyendo un canal prominente que apunta hacia la constelación de Centauro. El resultado no es un atajo de ciencia ficción, sino una visión más clara y de mayor resolución de cómo las supernovas y los vientos estelares han excavado cavidades y las han vinculado a lo largo de cientos de años luz.

Mapeo de la Burbuja Caliente Local

La Burbuja Caliente Local es la región de gas tenue emisor de rayos X que rodea el Sistema Solar. Se propuso en la década de 1970 para explicar un resplandor de rayos X blandos detectado en todo el cielo: la idea es que antiguas explosiones de supernovas y potentes vientos estelares evacuaron y calentaron el medio interestelar cercano, creando una cavidad de entre decenas y unos pocos cientos de pársecs de extensión. El nuevo estudio aprovecha la sensibilidad de eROSITA a los rayos X blandos y la posición privilegiada de la misión en el punto L2 Sol-Tierra para ensamblar un mapa con resolución espacial de la medida de emisión y la temperatura de la burbuja. Ese conjunto de datos permite al equipo separar la señal del plasma caliente de los contaminantes en primer plano y construir un modelo 3D de la forma y la estructura interna de la burbuja.

Crucialmente, eROSITA observa el cielo desde fuera de la exosfera terrestre y completó su primer sondeo completo del cielo cerca del mínimo solar, condiciones que reducen la contaminación por el intercambio de carga del viento solar y facilitan la interpretación del fondo de rayos X blandos. Esa visión más limpia es lo que permitió a los autores identificar una estructura fina dentro de la LHB que los sondeos anteriores solo podían sugerir.

Cuando el artículo se refiere a un "túnel interestelar", no se refiere a un pasaje físico que podría transportar naves espaciales o señales más allá de la velocidad de la luz. En cambio, el término describe una región estrecha donde falta material interestelar más frío y denso, que es reemplazado por plasma más caliente y de menor densidad. En los mapas de rayos X, estas regiones aparecen como canales coherentes de medida de emisión mejorada y mayor temperatura. Una de estas características se alinea con las coordenadas aproximadas (l, b) ≈ (315°, 25°) en el cielo y apunta hacia Centauro; otra se alinea con el túnel de β Canis Majoris, ya conocido anteriormente. Estos canales se interpretan mejor como las huellas de eventos energéticos pasados —supernovas, vientos colectivos de cúmulos estelares o expulsiones de superburbujas vecinas— que perforaron las fases más frías del medio interestelar.

Cómo se forman y evolucionan estas estructuras

La retroalimentación estelar esculpe el medio interestelar. Cuando las estrellas masivas llegan al final de sus vidas, explotan como supernovas, liberando una vasta energía cinética que barre el gas circundante hacia capas en expansión y evacua los interiores calientes. Si ocurren varias explosiones en una región o si los vientos de cúmulos masivos jóvenes actúan en conjunto, los volúmenes evacuados pueden crecer hasta convertirse en superburbujas de cientos de años luz de diámetro. Con el tiempo, el solapamiento de burbujas, las explosiones asimétricas y los gradientes de densidad en el medio circundante producen canales y puntos de fuga donde el gas caliente encuentra vías para escapar. El mapa de eROSITA añade una nueva capa observacional al mostrar que algunas de estas vías son relativamente estrechas, coherentes y de largo alcance.

Debido a que los túneles mapeados están llenos de plasma a temperaturas del orden de 10^6 K, son brillantes en rayos X blandos pero casi invisibles en longitudes de onda ópticas; por el contrario, los mapas de polvo y gas frío, además de los conjuntos de datos de líneas de absorción, son fundamentales para determinar dónde el gas caliente ha desplazado a los componentes más fríos. Los autores del artículo combinaron su análisis de rayos X de eROSITA con mapas de polvo en 3D existentes y catálogos de remanentes de supernova y superburbujas para situar las características en un contexto estructural más amplio.

Por qué esto es importante para la astronomía y el Sistema Solar

En primer lugar, el mapa perfecciona nuestra imagen del vecindario galáctico inmediato. Conocer la geometría y la presión de la LHB afecta a los modelos de transporte de rayos cósmicos, la penetración del gas interestelar en la heliosfera y la interpretación de los fondos difusos de rayos X y ultravioleta. En segundo lugar, el descubrimiento de canales de conexión respalda una imagen teórica más antigua en la que el medio interestelar no es una niebla homogénea, sino una red espumosa de burbujas unidas por túneles y chimeneas que transportan gas caliente entre escalas. Los resultados de eROSITA dan peso empírico a esta imagen al resolver estructuras previamente mezcladas y cuantificar las variaciones de temperatura a lo largo de la burbuja.

Finalmente, un mapa más claro ayuda a planificar las observaciones de seguimiento. Las mediciones de distancia específicas —por ejemplo, a partir de líneas de absorción contra estrellas de fondo o de mapas de polvo calibrados por paralaje— determinarán si una característica de rayos X determinada se encuentra a unas pocas decenas de pársecs o si forma parte de una superburbuja más distante. Esto es esencial para decidir si un canal es un corredor local o una alineación fortuita de estructuras distantes no relacionadas. Los propios autores señalan la región de Centauro como una que necesita análisis espectrales y de distancia dedicados para desenredar la emisión superpuesta.

Separando los titulares de la física

La cobertura popular del artículo a veces utilizó metáforas vívidas —"túnel" o incluso "autopista interestelar"— y eso invitó a saltos especulativos sobre viajes interestelares o agujeros de gusano. Esas ideas no están respaldadas por las observaciones. Los agujeros de gusano transitables siguen siendo construcciones teóricas especulativas que requieren una física exótica de la que no hay evidencia en los mapas de rayos X; los túneles de eROSITA son características térmicas macroscópicas del medio interestelar creadas por procesos astrofísicos ordinarios. Por lo tanto, una información responsable debe mantener diferenciados el lenguaje metafórico y la física.

Qué sigue

Fuentes

• Astronomy & Astrophysics (Yeung et al., "The SRG/eROSITA diffuse soft X‑ray background — I. The local hot bubble in the western Galactic hemisphere").
• Materiales de prensa del Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre (MPE) sobre el estudio de la LHB de eROSITA.
• Documentación de la misión SRG/eROSITA y artículos sobre los instrumentos.