El Cangrejo que abre las pinzas: cómo el tamaño de la nebulosa delata a los protones ✛ ✎

Original: "Energy-dependent extension of the Crab Nebula as a diagnostic of ultrahigh-energy hadronic emission"
arXiv:2608.25497v1 · 2026-08-26 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
A energías ultraaltas, la Nebulosa del Cangrejo se expande seis veces más de lo que predicen los modelos con solo electrones, y eso es una huella de los protones.

En 1054, en la constelación de Tauro, una estrella estalló. La luz de su muerte fue tan brillante que se vio de día durante casi un mes; los astrónomos chinos lo registraron en sus crónicas. Hoy, en ese lugar se extiende la nebulosa del Cangrejo, y sus pinzas son nubes de gas que aún acelera la estrella muerta en su centro. Esta da treinta vueltas por segundo y lanza partículas al espacio con tal fuerza que brillan como un alambre incandescente.

Durante mucho tiempo se pensó que toda esa luz la generaban electrones, partículas ligeras que giran en el campo magnético de la nebulosa. Pero cuando los telescopios midieron el tamaño del resplandor a distintas energías, apareció una rareza: cuanto mayor es la energía, más ancha parece la nebulosa. Los electrones no se comportan así. Deberían quedarse en un haz estrecho, no extenderse como masa en una sartén.

La energía de los rayos gamma del Cangrejo alcanza 1,1 petaelectronvoltios, cien mil millones de veces más que la de una radiografía de hospital.

Para explicar esa expansión, se añadieron protones a los cálculos, partículas dos mil veces más pesadas que los electrones. Un protón acelerado a enorme velocidad choca contra la materia ordinaria de la nebulosa y crea una partícula intermediaria que al instante se descompone en dos rayos gamma. Esos rayos salen disparados en direcciones opuestas, y la nebulosa, vista en esa luz, parece más grande. El resultado es un modelo híbrido: los electrones explican las energías bajas, y los protones, las altas.

A una energía de 400 teraelectronvoltios, la contribución de protones y electrones se iguala; por encima, los protones casi desplazan por completo a los electrones.

La prueba resultó contundente. Un modelo puramente electrónico predice, a la energía máxima, un tamaño seis veces menor que el híbrido. Si los futuros telescopios confirman que el Cangrejo, a esas energías, se expande hasta un minuto y medio de arco (aproximadamente una veinteava parte del diámetro lunar), entonces los protones están ahí. Y eso significa que las explosiones estelares pueden acelerar no solo partículas ligeras, sino también los pesados ladrillos de la materia.

El Cangrejo vuelve a abrir sus pinzas. Esta vez, en rayos gamma. Y por lo anchas que las extienda, podremos deducir qué partículas escaparon del corazón de la explosión.

La Nebulosa del Cangrejo es el resto de la supernova de 1054, observada por astrónomos chinos y árabes. Su púlsar gira 30 veces por segundo, y la energía almacenada en su campo magnético es comparable a la energía de la explosión de la supernova.

Científicos
James JeansEmile ClapeyronErnest RutherfordGeorge Gabriel StokesLeonhard EulerDavid Bohm
Conceptos
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