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Geminga

Geminga / ɡ ə ˈ m ɪ ŋ ɡ ə / es una fuente de púlsar de rayos gamma y rayos X que se cree que es una estrella de neutrones a aproximadamente 250 pársecs [1] (alrededor de 800 año...

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Geminga / ɡ ə ˈ m ɪ ŋ ɡ ə / es una fuente de púlsar de rayos gamma y rayos X que se cree que es una estrella de neutrones a aproximadamente 250 pársecs [1] (alrededor de 800 años luz ) del Sol en la constelación de Géminis .

Su nombre, atribuido por su descubridor Giovanni Bignami , es a la vez una contracción de Gemin i ga mma-ray source , y una transcripción de las palabras g h è minga ( pronunciado [ɡɛ ˈmĩːɡa] ), que significa "no está allí" en el dialecto milanés del lombardo . [2] El nombre fue aprobado por la Unión Astronómica Internacional el 4 de abril de 2022. [3]

Pulsar

Izquierda: Geminga, IC 443 y la Nebulosa del Cangrejo . Derecha: El halo alrededor del púlsar Geminga visto por Fermi después de eliminar las fuentes brillantes.

La naturaleza de Geminga fue completamente desconocida durante los 20 años posteriores a su descubrimiento por el Segundo Satélite Astronómico Pequeño (SAS-2) de la NASA. Finalmente, en marzo de 1991, el satélite ROSAT detectó una periodicidad de 0,237 segundos en la emisión de rayos X suaves . Por lo tanto, se supone que Geminga es una especie de estrella de neutrones : el núcleo degenerado de una estrella masiva que explotó como supernova hace unos 300.000 años. [4]

En un principio se pensó que esta explosión cercana era la responsable de la baja densidad del medio interestelar en las inmediaciones del Sistema Solar . Esta zona de baja densidad se conoce como la Burbuja Local . [5] Una posible prueba de ello son los hallazgos del Observatorio de Arecibo de que partículas locales de meteoritos interestelares de tamaño micrométrico parecen originarse en su dirección. [6] Sin embargo, más recientemente se ha sugerido que las supernovas múltiples del subgrupo B1 del grupo móvil de las Pléyades eran más probablemente las responsables, [7] convirtiéndose en una supercapa remanente . [8]

Un estudio de 2019, que utilizó datos del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, descubrió un gran halo de rayos gamma alrededor de Geminga. Los electrones y positrones acelerados chocan con la luz de las estrellas cercanas . La colisión aumenta la luz hasta energías mucho más altas. Geminga por sí sola podría ser responsable de hasta el 20% de los positrones de alta energía observados por el experimento AMS-02 . Estudios anteriores que utilizaron datos del Observatorio de Rayos Gamma Cherenkov de Aguas de Gran Altitud encontraron solo un pequeño halo de rayos gamma alrededor de Geminga a energías más altas. [9] [10]

Descubrimiento e identificación

Posición de Geminga en el cielo de rayos gamma de la Vía Láctea. Crédito: NASA/DOE/Equipo LAT internacional

Geminga fue el primer ejemplo de una fuente de rayos gamma no identificada , una fuente que no podía asociarse con ningún objeto conocido en otras longitudes de onda. Primero fue detectada como un exceso significativo de rayos gamma sobre el fondo esperado de emisión galáctica difusa, por el satélite SAS-2 (Fichtel et al. 1975) y posteriormente por el satélite COS-B . El grupo SAS-2 informó de una pulsación en la señal de rayos gamma, con un período de aproximadamente 59 s, aunque el número limitado de rayos gamma detectados (121 en un período de cuatro meses) los llevó a concluir que la pulsación no era estadísticamente convincente. Debido a la resolución angular limitada del instrumento (aproximadamente 2,5° a 100 MeV) y al pequeño número de rayos gamma detectados, la ubicación exacta de la fuente era incierta, limitada solo a estar dentro de una "región de error" relativamente grande. En el momento de la detección, se conocían cuatro fuentes de radio débiles en esta región, dos remanentes de supernova la bordeaban y una galaxia satélite conocida de la Vía Láctea se encontraba cerca. Ninguna de estas fuentes conocidas constituía una asociación convincente con la fuente de rayos gamma, y ​​el equipo del SAS-2 sugirió que un púlsar de radio no descubierto era el progenitor más probable. [11]

A pesar de la inversión de una cantidad significativa de tiempo de observación, la fuente permaneció sin identificar durante la era COS-B; sus datos, sin embargo, descartaron la supuesta pulsación de 59 s. Durante este tiempo se hicieron muchas afirmaciones sobre la fuente, pero su naturaleza siguió siendo un misterio hasta la identificación de una fuente candidata por el satélite de rayos X de Einstein , 1E 0630+178. [2] Las características de la fuente de rayos X eran únicas: gran luminosidad de rayos X a óptica, ninguna emisión de radio detectada por el sensible instrumento VLA , emisión puntual en el generador de imágenes de Einstein y una distancia estimada de aproximadamente 100 pc, lo que la coloca dentro de la Galaxia. No se realizó una asociación concluyente entre las fuentes de rayos gamma y rayos X hasta que el generador de imágenes de rayos X ROSAT detectó una pulsación de 237 ms, [12] que también fue vista en rayos gamma por el instrumento EGRET [13] y retrospectivamente en los datos COS-B y SAS-2. [14] [15] De este modo, Geminga parecía ser el primer ejemplo de un púlsar radio-silencioso, y sirvió como ilustración de la dificultad de asociar la emisión de rayos gamma con objetos conocidos en otras longitudes de onda: algunas características de la fuente de rayos gamma, como la periodicidad o la variabilidad, deben identificarse en contrapartes candidatas en otras longitudes de onda para poder hacer la conexión de su identidad.

Finalmente, este principio se cumplió cuando se encontraron emisiones de radio con una periodicidad coincidente de 237 ms en frecuencias no estudiadas previamente de 100 MHz y menores. [16]

Movimiento propio

El movimiento propio de Geminga es 178,2 mas /año, lo que corresponde (a una distancia de 250 pc) a una velocidad proyectada de 205 kilómetros por segundo. [1] Esta velocidad es muy rápida para una estrella, comparable a la estrella de Barnard .

Mediciones de tiempo

Geminga sufrió una pequeña falla a finales de 1996, con un cambio fraccional en la frecuencia de 6,2 × 10 −10 . [17]

Un estudio de 1998 de las efemérides previas al fallo sugirió que los tiempos estaban siendo afectados por el movimiento reflejo debido a la presencia de un planeta de baja masa en una órbita de 5,1 años; [18] sin embargo, más tarde se demostró que esto era un artefacto de ruido que afecta los tiempos de pulso de Geminga en lugar de un efecto orbital genuino. [17]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc Faherty, J. ; Walter, FM; Anderson, J. (2007). "La paralaje trigonométrica de la estrella de neutrones Geminga". Astrofísica y ciencia espacial . 308 (1–4): 225–230. Código Bibliográfico :2007Ap&SS.308..225F. doi :10.1007/s10509-007-9368-0. S2CID  122256682.
  2. ^ ab Bignami, GF; et al. (septiembre de 1983). "Una identificación para 'Geminga' (2CG 195+04) 1E 0630+178 – Un objeto único en el cuadro de error de la fuente de rayos gamma de alta energía". Astrophysical Journal . 272 ​​: L9–L13. Bibcode :1983ApJ...272L...9B. doi :10.1086/184107.
  3. ^ "Nombrando estrellas".
  4. ^ "Geminga". Enciclopedia científica de Internet .
  5. ^ Gehrels, N.; Chen, W. (1993). "La supernova de Geminga como posible causa de la burbuja interestelar local". Nature . 361 (6414): 706. Bibcode :1993Natur.361..706G. doi :10.1038/361706a0. S2CID  4338940.
  6. ^ "El exótico barrio del Sol". Centauri Dreams. 28 de febrero de 2008.
  7. ^ Berghoefer, TW; Breitschwerdt, D. (2002). "El origen de la población estelar joven en el vecindario solar: ¿un vínculo con la formación de la Burbuja Local?". Astronomía y Astrofísica . 390 (1): 299–306. arXiv : astro-ph/0205128v2 . Bibcode :2002A&A...390..299B. doi :10.1051/0004-6361:20020627. S2CID  6002327.
  8. ^ Gabel, JR; Bruhweiler, FC (8 de enero de 1998). "Model of an Expanding Supershell Structure in the LISM". Sociedad Astronómica Estadounidense . 51.09. Archivado desde el original el 15 de marzo de 2014. Consultado el 14 de marzo de 2014 .
  9. ^ Garner, Rob (19 de diciembre de 2019). "Fermi vincula el 'halo' de rayos gamma de un púlsar cercano con un rompecabezas de antimateria". NASA . Consultado el 26 de enero de 2020 .
  10. ^ Di Mauro, Mattia; Manconi, Silvia; Donato, Fiorenza (diciembre de 2019). "Detección de un halo de rayos gamma alrededor de Geminga con los datos de Fermi-LAT e implicaciones para el flujo de positrones". Physical Review D . 100 (12): 123015. arXiv : 1903.05647 . Bibcode :2019PhRvD.100l3015D. doi :10.1103/PhysRevD.100.123015. ISSN  1550-7998. S2CID  119218479.
  11. ^ Thompson, DJ; et al. (abril de 1977). "Resultados finales de rayos gamma del SAS-2 sobre fuentes en la región del anticentro galáctico". Astrophysical Journal . 213 : 252–262. Bibcode :1977ApJ...213..252T. doi :10.1086/155152. hdl : 2060/19760025006 . S2CID  121094983.
  12. ^ Halpern, JP; Holt, SS (mayo de 1992). "Descubrimiento de pulsaciones suaves de rayos X de la fuente de rayos gamma Geminga". Nature . 357 (6375): 222–224. Bibcode :1992Natur.357..222H. doi : 10.1038/357222a0 . S2CID  4281635.
  13. ^ Bertsch, DL; et al. (mayo de 1992). "Radiación gamma pulsada de alta energía de Geminga (1E0630 + 178)". Nature . 357 (6376): 306–307. Código Bibliográfico :1992Natur.357..306B. doi :10.1038/357306a0. S2CID  4304133.
  14. ^ Bignami, GF; Caraveo, PA (mayo de 1992). "Geminga - Rayos gamma antiguos del nuevo período". Naturaleza . 357 (6376): 287. Bibcode :1992Natur.357..287B. doi : 10.1038/357287a0 . S2CID  36168064.
  15. ^ Mattox, JR; et al. (Diciembre de 1992). "Observación SAS 2 de radiación gamma pulsada de alta energía de Geminga". Revista Astrofísica . 401 : L23–L26. Código Bib : 1992ApJ...401L..23M. doi :10.1086/186661.
  16. ^ Gil, JA; Khechinashvili, DG; Melikidze, GI (1998). "¿Por qué la radio del púlsar de Geminga es silenciosa a frecuencias superiores a unos 100 MHz?". Serie de conferencias de la ASP . 138 : 119. Código Bibliográfico : 1998ASPC..138..119G.
  17. ^ ab Jackson, MS; Halpern, JP; Gotthelf, EV; Mattox, JR (2002). "Un estudio de alta energía del púlsar de Geminga". The Astrophysical Journal . 578 (2): 935–942. arXiv : astro-ph/0207001 . Código Bibliográfico :2002ApJ...578..935J. doi :10.1086/342662. S2CID  119067655.
  18. ^ Mattox, JR; Halpern, JP; Caraveo, PA (1998). "Cronometración del púlsar de Geminga con observaciones de rayos gamma". The Astrophysical Journal . 493 (2): 891–897. Bibcode :1998ApJ...493..891M. doi : 10.1086/305144 .
  • Fichtel, CE; et al. (mayo de 1975). "Resultados de rayos gamma de alta energía del segundo satélite astronómico pequeño". Astrophysical Journal . 198 : 163–182. Bibcode :1975ApJ...198..163F. doi :10.1086/153590. hdl : 2060/19740027105 .
  • Spaceflight Now: Se observa un "pulsar bala de cañón" volando por el espacio
  • ESA: Hipparcos identifica un sorprendente reloj de rayos gamma
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