Astrónomos descubren nueva fuente de rayos X pulsante en la galaxia NGC 4631

Un equipo de astrónomos europeos, mediante el uso del satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA), observó fuentes de rayos X ultraluminosos (ULXs) en la galaxia NGC 4631. Como resultado de estas observaciones, se detectó una nueva fuente pulsante de rayos X, que recibió la designación de X-8. Esta investigación fue publicada el 6 de noviembre en el servidor de preprints arXiv.

Las ULXs son fuentes puntuales en el cielo que emiten tanta radiación en rayos X que cada una de ellas genera más radiación que un millón de soles en todas las longitudes de onda. Aunque son menos luminosas que los núcleos galácticos activos, son más consistentemente luminosas que cualquier proceso estelar conocido. A pesar de numerosos estudios, la naturaleza básica de estas fuentes sigue siendo desconocida.

Algunos ULXs persistentes exhiben pulsaciones y, por lo tanto, se clasifican como pulsars de rayos X ultraluminosos (ULXPs). Descubrir y estudiar objetos de este tipo podría ser crucial para avanzar en la comprensión de la física de acreción, como los mecanismos que permiten las luminosidades de rayos X de los ULXs que superan el límite de Eddington.

La galaxia NGC 4631, apodada la galaxia Ballena, es una galaxia de tipo tardío en explosión estelar, ubicada a unos 24.45 millones de años luz, y se sabe que alberga al menos siete ULXs. Un equipo de astrónomos liderado por Lorenzo Ducci de la Universidad de Tübingen en Alemania, decidió investigar esta galaxia en detalle utilizando la Cámara de Imágenes de Fotones Europeos (EPIC) de XMM-Newton. Al enfocarse en los ULXs de NGC 4631, descubrieron lo que parece ser una nueva fuente pulsante de rayos X ultraluminosos.

"En esta carta, informamos sobre el descubrimiento de pulsaciones de un nuevo ULX ubicado en una región densa del disco galáctico de NGC 4631", escribieron los investigadores.

Las observaciones, realizadas en julio de 2025, identificaron una señal significativa con un período de aproximadamente 9.66 segundos de una nueva fuente muy cerca del ULX previamente conocido designado como X-2. La nueva fuente, designada como X-8, resultó ser más brillante que X-2, con una luminosidad en rayos X de 3.4 duodecillones erg/s.

Las observaciones encontraron que X-8 tiene una derivada del período de giro de aproximadamente -9.6 × 10^-8 segundos/segundo. Por lo tanto, X-8 muestra una de las tasas de aceleración más rápidas observadas en pulsars pulsantes de rayos X ultraluminosos, con una escala de tiempo de aceleración (período de giro/derivada del período de giro) de solo 3.2 años.

Los astrónomos notaron que una alta tasa de aceleración de X-8 podría originarse del movimiento orbital del pulsar, del torque de acreción sobre la estrella de neutrones, o de una combinación de ambos mecanismos.

El estudio también encontró que la fuerza del campo magnético del nuevo ULXP debería estar dentro de un rango de 10 a 200 billones de Gauss, lo que es consistente con las fuerzas de campo magnético inferidas por otras fuentes pulsantes de rayos X ultraluminosos.

Resumiendo los resultados, los autores del artículo subrayaron la importancia de su descubrimiento en el contexto de los estudios sobre luminosidades super-Eddington. "Este nuevo pulsar ULX añade una fuente clave a la pequeña población conocida y permitirá futuros estudios para restringir mejor los mecanismos físicos responsables de sus luminosidades super-Eddington", concluyeron los científicos.