Los astrónomos sugieren que la misteriosa burbuja de Cygnus puede remontar a un microquásar

Los astrónomos han sugerido que la misteriosa burbuja de Cygnus, una vasta nube de rayos gamma de ultra-alta energía que abarca miles de años luz, puede originarse de un microquásar distante en lugar de la región de formación estelar de Cygnus X. Los hallazgos, publicados en The Astrophysical Journal Letters el 21 de julio, desafían las teorías existentes sobre los orígenes de los rayos cósmicos de mayor energía en la Vía Láctea.

Sin embargo, un nuevo estudio dirigido por Zhaodong Shi de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China propone que las intensas emisiones de rayos gamma de la estructura podrían provenir de Cygnus X-3, un microquásar situado a unos 31.600 años luz de distancia. Este cuerpo celeste, parte de un sistema binario que contiene un objeto compacto, ya sea un agujero negro o una estrella de neutrones, orbitado por una estrella normal, exhibe actividad periódica que se alinea con las características observadas de la burbuja Cygnus.

Observaciones recientes del experimento LHAASO confirmaron que este microquasar funciona como un super-PeVatron, capable capaz de acelerar partículas a energías superiores a 30 petaelectronvolts (PeV), un nivel de energía mucho más allá de lo que normalmente se observa en otras fuentes galácticas. Este descubrimiento refuerza el argumento de que Cygnus X-3 podría ser responsable de la burbuja de Cygnus. Para explorar esta hipótesis, el equipo de investigación desarrolló un modelo computacional que simula el comportamiento de los protones de alta energía emitidos por Cygnus X-3 durante períodos prolongados. Según la simulación, estas partículas se propagan gradualmente a través del gas interestelar, chocando con átomos y emitiendo rayos gamma detectables.

Al ajustar los parámetros para reflejar condiciones físicas realistas, el modelo replicó con precisión la luminosidad general de la burbuja de Cygnus y el atenuamiento gradual de su brillo a medida que se extiende hacia afuera desde el punto central. El estudio sugiere que Cygnus X-3 debe canalizar solo el 1% al 3% de su energía disponible en aceleración de partículas, un requisito relativamente modesto que se alinea con los modelos teóricos establecidos. Además, la velocidad prevista a la que estas partículas se dispersan coincide con las expectativas derivadas de forma independiente, lo que respalda aún más la plausibilidad del escenario.

Este vínculo potencial entre Cygnus X-3 y la burbuja de Cygnus representa una rara oportunidad para los astrónomos de observar tanto la fuente de emisiones de alta energía como el halo de radiación resultante simultáneamente. Tal doble visibilidad ofrece valiosas ideas sobre los mecanismos detrás de la aceleración y propagación de los rayos cósmicos. Sin embargo, las herramientas de observación actuales siguen siendo insuficientes para distinguir definitivamente las contribuciones de Cygnus X-3 de las del cúmulo estelar cercano en la región de Cygnus X. Se espera que los avances futuros en la tecnología de los telescopios, como el Array de Telescopios Cherenkov, ASTRI y el propuesto Large Array of Cherenkov Telescopes, proporcionen una mayor potencia de resolución.

Estos instrumentos permitirán a los científicos identificar con mayor precisión el origen exacto de las emisiones de la burbuja Cygnus, lo que podría confirmar o refutar el papel de Cygnus X-3 como su fuente principal. Hasta entonces, el debate sobre la naturaleza y el origen de la burbuja Cygnus continúa, impulsado por los esfuerzos en curso para desentrañar los misterios de los fenómenos más energéticos del universo.