Las simulaciones reproducen fluctuaciones complejas en señales suaves de rayos X detectadas por satélites

Los investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio utilizaron métodos numéricos para modelar las variaciones observadas en las señales de rayos X uniformes detectadas por los satélites de rayos X. Analizaron datos del telescopio Suzaku y los compararon con modelos de vientos solares que interactúan con las partes más altas de nuestra atmósfera. Pudieron capturar cómo la señal variaba con el movimiento orbital del satélite, con implicaciones sobre cómo se pueden hacer predicciones para futuros experimentos con satélites. Sus hallazgos se publican en la revista Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Japón.

En la década de 1990, el laboratorio alemán de rayos X orbitales telescopio ROSAT comenzó a detectar grandes variaciones en las señales en la parte blanda de rayos X del espectro que duraba un día o más. Estos eran similares al abundante flujo de rayos X suaves del cometa Hyakutake descubierto más o menos al mismo tiempo. Se propuso que estos se debieron a viento solarflujos de partículas cargadas provenientes del sol, y cómo interactúan con los iones neutros en los extremos superiores de nuestra atmósfera, o la geocorona. Observaciones más detalladas en la década de 2000 confirmaron los espectros reveladores de estos eventos, conocidos como eventos de intercambio de carga de viento solar (SWCX), y el mecanismo en sí fue ampliamente aceptado.

Sin embargo, modelar cómo el viento solar da lugar a mediciones realizadas por telescopios en órbita ha resultado ser mucho más difícil. Requiere capturar con éxito los eventos de viento solar entrantes, cómo interactúan las partículas cargadas con átomos neutrosy cómo afecta esto a la magnetosfera, sin mencionar cómo estos fenómenos se combinan para dar lugar a la variación de la señal observada en el tiempo y el espacio por los satélites.

Ahora, un equipo dirigido por el profesor asociado Yuichiro Ezoe de la Universidad Metropolitana de Tokio ha logrado unir estos aspectos para crear un modelo que puede reproducir con éxito cómo varía la señal con el tiempo. El enfoque del equipo estaba en los datos de Suzaku, un satélite telescopio de rayos X lanzado en 2005 por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón. A diferencia de otros satélites, Suzaku se encuentra en una órbita más baja, lo que le permite observar las cúspides polares de la magnetosfera, donde los vientos solares se desvían con fuerza. Lo más destacado del trabajo del equipo no es solo la amplia gama de eventos astrofísicos que pueden reconstruir, sino también cómo se pueden mapear en datos reales.

El modelo mostró una excelente correspondencia con datos experimentales, reproduciendo la señal observada por un factor de dos, una hazaña impresionante en el campo. Además, fueron capaces de reproducir las variaciones particularmente fuertes en la señal cuando el satélite alineado con las cúspides polares. Hubo algunas excepciones notables, como cuando se observó una gran tormenta geomagnética; sin embargo, la reproducción exitosa de las variaciones es muy prometedora para predecir los resultados de la próxima generación de observaciones de rayos X en el espacio.