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Los rayos X pueden haber revelado el primer planeta fuera de nuestra galaxia

Imagen de una galaxia espiral.
Agrandar / El sitio de la fuente de rayos X en la Galaxia Whirlpool.

La Vía Láctea está llena de planetas y es muy probable que también sean abundantes en otras galaxias.

Pero hay una gran diferencia entre ser probable que existan planetas fuera de nuestra galaxia y tener evidencia de que sí. Y los métodos que nos han permitido detectar planetas en la Vía Láctea simplemente no funcionarán a distancias tan grandes. Pero esta semana, los investigadores anunciaron que una técnica que propusieron podría haber revelado la primera indicación de un planeta en otra galaxia. Los datos estaban almacenados en los archivos de un par de telescopios de rayos X.

Eclipse de larga distancia

Casi todos los planetas que conocemos se identificaron mediante uno de dos métodos: ya sea observando la influencia gravitacional de un planeta en las longitudes de onda de la luz producida por una estrella o observando la reducción de la luz a medida que pasa entre nosotros y su estrella anfitriona. Por el momento, no tenemos hardware con la resolución necesaria para que estas técnicas funcionen bien con otras galaxias, que generalmente aparecen como colecciones de estrellas tan densas que distinguir una estrella de otra es casi imposible.

En 2018, Nia Imara y Rosanne Di Stefano propuso una variación en técnicas existentes que podrían funcionar con galaxias distantes. El truco es que no funcionará con longitudes de onda de luz visibles.

Las fuentes de rayos X consistentes en las galaxias son relativamente raras, lo que significa que podemos apuntar con telescopios de rayos X a una galaxia y resolver fuentes individuales. Muchos también son compactos, lo que permite que un planeta los oscurezca, incluso si el planeta está orbitando a una distancia significativa. Por lo general, están compuestos por los restos de una estrella, como una estrella de neutrones o un agujero negro, que alimenta las emisiones de rayos X al robar materia a un compañero cercano. El proceso de alimentación de esta materia es lo suficientemente estable como para que estas fuentes tiendan a emitir de manera constante durante largos períodos de tiempo.

Entonces, si la fuente de rayos X desapareciera repentinamente y regresara, concluyeron Imara y Di Stefano, probablemente se deba a un objeto que la bloquea a lo largo de la línea de visión desde la Tierra. Hay varios cuerpos potenciales que podrían causar este efecto, incluida la estrella de la que extrae materia. O podría ser un exoplaneta.

De la hipótesis a los datos

Unos años más tarde, Imara y Di Stefano están de regreso como parte de un equipo más grande que cree que este método parece funcionar. Los datos provienen de observaciones de la galaxia M51, también conocida como la Galaxia de hidromasaje. Una de las fuentes de rayos X más brillantes de esa galaxia, llamada M51-ULS-1, es exactamente el tipo de sistema binario emisor de rayos X que tenía en mente la propuesta inicial. El sistema está compuesto por un objeto compacto no identificado que aparece estar orbitando cerca de una estrella supergigante azul. Esa supergigante parece estar perdiendo materia en el cuerpo compacto de una manera que alimenta un flujo constante de rayos X.

En 2012, M51-ULS-1 estaba en el campo de visión del Observatorio de rayos X Chandra cuando la fuente de rayos X de repente se quedó en silencio. Antes y después del evento, Chandra había estado detectando un promedio de aproximadamente 15 fotones por mil segundos provenientes de M51-ULS-1. Luego hubo una disminución repentina, y durante más de media hora, no se detectó absolutamente ningún fotón. Aproximadamente media hora después, todo volvió a la normalidad.

Las emisiones de rayos X de la fuente pasaron de un flujo constante a cero y luego regresaron.
Agrandar / Las emisiones de rayos X de la fuente pasaron de un flujo constante a cero y luego regresaron.

Di Stefano y col. Alabama.

A menudo hay mucha variabilidad en las fuentes de rayos X, ya que el material que las alimenta puede variar e incluso oscurecer el origen de los rayos X. Pero esos eventos no se parecen a lo que estaban viendo los investigadores. Si una fuente de rayos X se silencia (o vuelve a encenderse), generalmente ocurre de manera muy gradual, y la materia intermedia tenderá a bloquear algunas longitudes de onda de manera más eficiente que otras, lo que lleva a un cambio en el «color» de la luz sin eliminar por completo.

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