El Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma de la NASA detectó por primera vez de forma inequívoca rayos gamma de alta energía procedentes de Cygnus X-3, uno de los sistemas binarios más potentes del espacio. Cygnus X-3, que se encuentra a unos 37.000 años luz, cuenta con dos objetos: una estrella masiva caliente y un segundo objeto compacto que lanza al espacio dos chorros de materia emisora de ondas de radio a la velocidad de la luz. Los descubrimientos proporcionarán a la comunidad científica información sobre la aceleración y el movimiento de partículas de alta energía. La investigación, publicada en la revista Science, forma parte del proyecto «GAMMARAYBINARIES», financiado con cerca de 750.000 euros a través del tema «Ideas» del Séptimo Programa Marco de la UE (7PM).
Los sistemas binarios se denominan microquasares y se asemejan a réplicas diminutas de galaxias lejanas, es decir, a quásares. Los expertos argumentan que las emisiones de estas galaxias reciben energía de agujeros negros inmensos.
«Cygnus X-3 es un microquasar auténtico y es el primero cuyas emisiones de rayos gamma de alta energía hemos logrado constatar», declaró el Dr. Stéphane Corbel de la Universidad Diderot de Paris (Francia), uno de los autores del estudio.
Mediante este trabajo se ha mostrado que «probablemente la emisión de rayos gamma proviene del sistema binario, lo que abre nuevas puertas para el estudio de la formación de chorros relativistas».
Los astrónomos detectaron el sistema por primera vez en 1966 y lo identificaron como una de las fuentes de rayos gamma más intensas del firmamento. Cygnus X-3 también fue noticia en 1972 debido a una descarga de radiofrecuencia que multiplicó por mil sus emisiones de este tipo de ondas. La comunidad científica afirma que este tipo de descargas se han repetido a intervalos periódicos de 367 días. Cygnus X-3 también fue una de las primeras fuentes de rayos gamma identificadas por los astrónomos. Estas observaciones impulsaron a los investigadores a diseñar y mejorar los detectores de rayos gamma, lo que culminó en el desarrollo del Telescopio de Gran Área (LAT) que se encuentra a bordo de Fermi.
Según los investigadores del estudio, en el centro de Cygnus X-3 hay una estrella masiva Wolf-Rayet. Este tipo de estrellas son enormes cuerpos calientes luminiscentes cuya temperatura oscila entre 25.000 y 50.000 grados kelvin. Este calor provoca una «hemorragia» de masa estelar que se libera al espacio y que los astrónomos denominan «viento estelar».
«En tan sólo 100.000 años, este viento denso y rápido sustrae tanta masa de la estrella Wolf-Rayet como la que contiene nuestro Sol», indicó el Dr. Robin Corbet de la Universidad de Maryland (Estados Unidos). Según explicó el Dr. Corbet, alrededor de la estrella gira un objeto compacto sumergido en un disco de gas caliente, a lo que añadió que «este objeto es probablemente un agujero negro, aunque no podemos descartar aún que se trate de una estrella de neutrones».
El LAT detectó cambios en la producción de rayos gamma de Cygnus X-3 relacionados con el movimiento orbital de 4, 8 horas de duración de su compañero. Los investigadores descubrieron que las emisiones de rayos gamma más brillantes se producían cuando el disco se encontraba en la parte más alejada de su órbita.
«Esto sugiere que los rayos gamma son fruto de las interacciones entre electrones que se mueven rápidamente por encima y por debajo del disco y la luz ultravioleta de la estrella», explicó el Dr. Corbel.
Los fotones ultravioletas ganan energía y se transforman en rayos gamma al chocar con partículas que se mueven a una fracción apreciable de la velocidad de la luz. «El proceso es más eficiente cuando un electrón energético que ya se dirige hacia la Tierra sufre una colisión frontal con un fotón ultravioleta», agregó el Dr. Guillaume Dubus del Laboratorio de Astrofísica de Francia. «Y esto ocurre más a menudo cuando el disco se encuentra en el lado más lejano de su órbita.»
También contribuyeron a este estudio varios investigadores de Francia, Alemania, Italia, Japón, Suecia y Estados Unidos.
Al frente de la coordinación del proyecto GAMMARAYBINARIES («Exploración del firmamento de rayos gamma: binarios, microquasares y su importancia para el estudio de la aceleración de partículas, los vientos relativistas y los fenómenos de acreción y eyección en fuentes cósmicas») se encuentra la Universidad Joseph Fourier Grenoble 1 (Francia). GAMMARAYBINARIES se presentó en 2008 y su finalización está prevista para 2013..