Esta imagen se ha obtenido con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y telescopios ópticos terrestres, y muestra un haz extremadamente largo (o filamento) de materia y antimateria que se extiende desde un púlsar relativamente pequeño. Este rayo con su tremenda amplitud, puede ayudar a explicar la enorme cantidad de positrones (las contrapartes de antimateria de los electrones) que los científicos han detectado en toda la galaxia de la Vía Láctea.
El panel de la izquierda muestra aproximadamente un tercio de la longitud del haz del púlsar conocido como PSR J2030+4415 (J2030 para abreviar), que se encuentra a unos 1.600 años luz de la Tierra. J2030 es un objeto denso del tamaño de una ciudad que se formó a partir del colapso de una estrella masiva y, actualmente, gira unas tres veces por segundo. Los rayos X detectados por Chandra (en azul) muestran cómo se mueven (aproximadamente a un tercio de la velocidad de la luz) las partículas que fluyen desde el púlsar a lo largo de las líneas del campo magnético. En el plano derecho se observa una vista en primer plano del púlsar con los rayos X creados por las partículas que vuelan alrededor del propio púlsar. A medida que el púlsar se mueve por el espacio (aproximadamente a un millón y medio de kilómetros por hora) algunas de estas partículas escapan y conforman el filamento largo. En ambos paneles, se han utilizado datos de luz óptica del telescopio Gemini en Mauna Kea en Hawái, que aparecen en rojo, marrón y negro.
La gran parte del Universo está formado por materia ordinaria en lugar de antimateria. Los científicos, mediante los detectores de los que disponen en la Tierra, continúan encontrando cantidades relativamente grandes de positrones, lo que les sugiere preguntarse sobre las posibles fuentes de esta antimateria. Los investigadores del nuevo estudio de Chandra de J2030 creen que los púlsares como este, pueden ser una respuesta en sí mismos. La combinación de la rápida rotación y los elevados campos magnéticos de los púlsares, conduce a la aceleración de partículas y a la radiación de alta energía que crea pares de electrones y positrones. (El proceso habitual de convertir masa en energía determinado por la famosa ecuación E = mc2 de Einstein se invierte, y la energía se convierte en masa).
Los púlsares generan vientos de partículas cargadas que normalmente están confinadas dentro de sus poderosos campos magnéticos. El púlsar viaja a través del espacio interestelar a aproximadamente 800.000 kilómetros por hora, con ese viento de partículas tras él. Una descarga de gas en proa se mueve frente al púlsar, similar a la acumulación de agua frente a un barco en movimiento. Sin embargo, hace unos 20 o 30 años, el movimiento del arco de choque parece haberse estancado y el púlsar lo ha alcanzado.
La colisión resultante probablemente desencadenó una fuga de partículas, donde el campo magnético del viento púlsar se vinculó con el campo magnético interestelar. Como resultado, los electrones y positrones de alta energía pudieron haber salido a chorros a través de una “boquilla” formada por conexión a la galaxia.
Previamente, los astrónomos han observado alrededor de púlsares cercanos, grandes halos de luz en rayos gamma, lo que implica que los positrones energéticos generalmente tienen dificultades para filtrarse hacia la galaxia. Esto socava la idea de que los púlsares explican el exceso de positrones que detectan los científicos. Sin embargo, los filamentos de púlsar que se han descubierto recientemente, como J2030, muestran que las partículas en realidad pueden escapar al espacio interestelar y, en consecuencia, finalmente podrían llegar a la Tierra.
El artículo que describe estos resultados, escrito por Martjin de Vries y Roger Romani de la Universidad de Stanford, está disponible online en The Astrophysical Journal. El Marshall Space Flight Center de la NASA es el encargado de administrar el programa Chandra. El Smithsonian Astrophysical Observatory’s Chandra X-ray Center controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
Edición: R. Castro.