La emisión de rayos gamma de una nova recurrente confirma una predicción de 2006

RS Ophiuchi es un sistema binario inestable formado por una estrella gigante roja y una enana blanca, que experimenta regularmente explosiones termonucleares sobre la enana blanca, llamadas explosiones de nova

Situado a 5000 años luz de la Tierra, RS Ophiuchi (RS Oph) es un sistema binario inestable formado por una estrella gigante roja y una enana blanca, Cada 15 o 20 años, se acumula suficiente material de la gigante roja en la superficie de la enana blanca, lo que produce una explosión termonuclear. En astronomía, estos sistemas se conocen como novas, ya que provocan la aparición repentina de una estrella brillante, aparentemente «nueva».

Se han registrado estallidos de RS Oph en 1898, 1933, 1958, 1967, 1985, 2006 y 2021. De hecho, todas las novas son recurrentes, pero solo unas pocas tienen periodos de recurrencia lo suficientemente cortos (menos de 100 años) como para que se registre más de un estallido.

Su última erupción, en el año 2021, fue observada por los telescopios Large Area Telescope (LAT) de la misión Fermi y por la matriz de telescopios Cherenkov H.E.S.S. en Namibia y MAGIC en las Islas Canarias (España). Esta fue la primera vez que, en la Vía Láctea, una explosión de este tipo se observó en rayos gamma de muy alta energía mediante telescopios terrestres.

El estallido de RS Oph en 2021 confirma las predicciones que Margarita Hernanz, investigadora del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), realizó en 2006 sobre la emisión de rayos gamma de muy alta energía relacionados con la aceleración de partículas en esta nova recurrente. Este estudio se publicó en The Astrophysical Journal.

La aceleración de partículas no se consideró factible en las novas hasta las observaciones de RS Oph, así que se ha convertido en un objeto clave para estudiar la microfísica de aceleración de partículas en ondas de choque astrofísicas.
En el artículo de 2006, del que Hernanz es coautora junto con V. Tatischeff, los autores analizaron las observaciones del estallido con radiotelescopios y telescopios infrarrojos y de rayos X, y estudiaron la onda de choque generada por la explosión que golpeó a miles de kilómetros por segundo al viento de la estrella gigante roja.

Los autores Hernanz y Tatischeff predijeron una aceleración de protones en esta onda de choque a energías de varios teraelectronvoltios (TeV) y una emisión gamma potencialmente observable durante varios días después de la explosión. Se trataba de la primera predicción de un proceso de este tipo en la explosión de una nova.

Los investigadores dedujeron de las observaciones en todas las longitudes de onda en 2006 que la aceleración de partículas había ocurrido en RS Oph como consecuencia de fuertes choques entre la eyección de la nova y el viento de la gigante roja. En aquel momento no se pudieron detectar rayos gamma debido a la ausencia de telescopios gamma suficientemente sensibles. No obstante, la observación de la explosión de RS Oph en 2021 confirma las predicciones de 2006 con mucha precisión.

Las observaciones existentes en diferentes longitudes de onda de esta explosión de nova en 2006 fueron cruciales para descubrir la aceleración de las partículas (protones y electrones) y contribuyeron al estudio de la teoría de la aceleración difusiva en las novas, aplicada anteriormente solo a las explosiones de supernova. «El hecho de que el proceso sea mucho más rápido en las novas que en las supernovas –porque en las explosiones de las novas hay menos masa involucrada– nos permitirá estudiar estos procesos con más detalle», dice Hernanz.

Nota de prensa preparada en colaboración con el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC).

Imagen Principal

Leyenda: Vista artística de la nova RS Oph, compuesta por una enana blanca que acumula material de una gigante roja. 
Crédito:  superbossa.com/MPP

Enlaces

– IEEC
– ICE-CSIC
– Large Area Telescope (LAT)
– H.E.S.S.
– MAGIC

Más información

Este descubrimiento se presentó en el 7º Simposio Internacional de Heidelberg sobre Astronomía de Altas Energías y Rayos Gamma (Gamma2022), en Barcelona, entre el 4 y el 8 de julio de 2022. Pueden consultarse las actas del simposio.

La predicción se presentó en un artículo titulado «Evidence for Nonlinear Diffusive Shock Acceleration of Cosmic Rays in the 2006 Outburst of the Recurrent Nova RS Ophiuchi», de V. Tatischeff y M. Hernanz, que aparece en la revista The Astrophysical Journal, Volume 663, Number 2, en 2007. DOI 10.1086/520049

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