Solución al misterio de por qué los cometas emiten rayos X

Cometa ISON
TRAPPIST/E. JEHIN/ESO
Actualizado 13/03/2018 17:06:16 CET

   MADRID, 13 Mar. (EUROPA PRESS) -

   El misterio de por qué los cometas que viajan a través del espacio emiten emisiones de rayos X ha sido resuelto, un asunto controvertido al estar asociado este fenómeno con objetos calientes como el Sol.

   Cuando los cometas, --que se cuentan entre los objetos más fríos del Sistema Solar--, viajan a través del sistema solar, interactúan con la radiación solar, el viento solar y el campo magnético solar.

   Esta interacción produce una atmósfera visible o coma alrededor del cometa y la cola cometaria observada, y en algunos casos producen rayos X. Estos rayos X se generan en el lado del cometa que mira hacia el Sol, donde el viento solar impacta la atmósfera cometaria formando un arco de choque.

   Para investigar cómo se pueden emitir los rayos X de un cometa, un equipo de científicos de 15 institutos de investigación realizó experimentos en la instalación láser de LULI en París, donde replicaron la interacción del viento solar con un cometa.

   El equipo del Central Laser Facility (CLF) británico involucrado en el proyecto fue fundamental en idear el modelo científico para la interacción del viento solar con el cometa. Esto incluyó el modelo teórico para la generación de turbulencias de plasma, la aceleración de electrones por la turbulencia y la emisión de rayos X de los electrones acelerados. El equipo también apoyó a un equipo de la Universidad de Oxford en simulaciones numéricas y se encargó de la fabricación del objetivo.

   El profesor Bob Bingham de CLF, que dirigió el equipo, dijo:

   "Estos resultados experimentales son importantes ya que proporcionan evidencia directa de laboratorio de que los objetos que se mueven a través de plasmas magnetizados pueden ser sitios de aceleración de electrones, una situación muy general en astrofísica que tiene lugar no solo en cometas, sino también en magnetosferas planetarias, como nuestra propia Tierra , o incluso en los restos de supernova, donde el material expulsado se mueve a través del gas interestelar. Los experimentos también confirman los modelos teóricos desarrollados por el equipo ".

   El también investigador del CLF Raoul Trines dijo que lo más destacado fue la reproducción de una fuerza de la naturaleza.

   "Como teórico, me parece sorprendente que sea posible replicar sensiblemente los fenómenos astrofísicos en el laboratorio, para poner a prueba nuestra comprensión física de lo que hace la naturaleza".

   Para los experimentos, el equipo de investigación disparó rayos láser sobre una lámina de plástico, que explotó, causando que una corriente de electrones e iones se expulsara, formando un flujo de alta velocidad de gas ionizado (plasma) como el viento solar. Este "flujo de plasma" luego impactó sobre una esfera sólida, el llamado "cometa" de laboratorio, colocado a casi un centímetro de la lámina de plástico, se asemeja a lo que sucede cuando un cometa real pasa a través del sistema solar. Se encontró que los electrones se calientan a alrededor de un millón de grados en el plasma aguas arriba por la turbulencia del plasma.

   Estos electrones calientes son responsables de emitir rayos X, pero solo en presencia de un campo magnético.

   Este trabajo también arroja luz sobre un misterio de rayos cósmicos conocido como el problema de la inyección. Es ampliamente reconocido que se espera que las fuertes ondas de choque aceleren las partículas a energías muy altas, sin embargo, requieren una fuente de partículas lo suficientemente rápida como para atravesar el choque, el problema de la inyección. Cada vez que las partículas cruzan el choque, ganan energía. Este último experimento demuestra claramente que la turbulencia del plasma puede proporcionar una fuente de partículas rápidas para superar el problema de la inyección.

   Según un comunicado del Science & Technology Facilities Council (STFC) del Reino Unido, desde el punto de vista de la ciencia espacial, esta investigación ha sido importante para comprender mejor los mecanismos que crean los rayos cósmicos. Los rayos cósmicos más peligrosos son las partículas energéticas del Sol o fuera del sistema solar. Pueden penetrar incluso en paredes gruesas como diminutas balas y representan un peligro muy serio tanto para los astronautas como para la tecnología de naves espaciales. Miles de millones de libras pueden estar en riesgo debido al clima espacial (como se lo conoce) dañando los satélites. Los astronautas en misiones a largo plazo fuera de la magnetosfera de la Tierra podrían recibir dosis potencialmente mortales de radiación de tales partículas. Para protegerlos, necesitamos entender cómo se crea esta radiación para que podamos predecirla y dar advertencias o incluso protegernos contra ella utilizando mecanismos similares a los que la crearon.

   Un experimento de laboratorio como este nos permite poner a prueba nuestra comprensión de cómo los rayos cósmicos se aceleran a tales altas energías, en un ambiente controlado. Algo que no es fácil de hacer directamente en el espacio, añade el comunicado.