{"id":903,"date":"2026-01-02T16:40:12","date_gmt":"2026-01-02T16:40:12","guid":{"rendered":"http:\/\/webiar.iar.unlp.edu.ar\/?page_id=903"},"modified":"2026-03-03T16:48:09","modified_gmt":"2026-03-03T16:48:09","slug":"astrofisica-de-altas-energias-y-objetos-compactos","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.iar.unlp.edu.ar\/index.php\/home_anterior\/investigacion-2\/astrofisica-de-altas-energias-y-objetos-compactos\/","title":{"rendered":"Astrof\u00edsica de altas energ\u00edas y objetos compactos"},"content":{"rendered":"

Astrof\u00edsica de altas energ\u00edas y objetos compactos<\/h3>\n
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Astronom\u00eda de Rayos X<\/h3>\n

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El advenimiento de la nueva generaci\u00f3n de telescopios orbitales de rayos X \u2014 Chandra, XMM-Newton y Nustar \u2014 revolucion\u00f3 nuestra visi\u00f3n del Universo de rayos X, al proveer informaci\u00f3n con detalles sin precedentes, de distintas clases de fuentes, entre las que se cuentan las involucradas en los proyectos de investigaci\u00f3n que se realizan por los diferentes grupos del IAR. El estudio de la emisi\u00f3n de rayos X de este tipo de fuentes ha permitido obtener informaci\u00f3n de los mecanismos radiativos responsables de la emisi\u00f3n, discernir las propiedades f\u00edsicas y qu\u00edmicas del material emisor y conocer regiones de confinamiento de part\u00edculas relativistas.<\/p>\n

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Cr\u00e9ditos de las im\u00e1genes: Panel izquierdo: Imagen en rayos X ROSAT del SNR de Vela en el rango de energ\u00eda de 0.44\u22122.04 keV. Los fragmentos A y G se indican con c\u00edrculos en blanco, y conectados por una l\u00ednea punteada que pasa por la posici\u00f3n del pulsar de Vela. Panel derecho: Mapa de cuentas en el rango de energ\u00eda de 1.3\u22122.0 keV correspondiente a la banda del Si. Los contornos amarillos representan la emisi\u00f3n en el rango de 0.3\u22123.0 keV. La regi\u00f3n m\u00e1s intensa del Si coincide con los dos fragmentos de m\u00e1xima intensidad de emisi\u00f3n.\u00a0Art\u00edculo en A&A: https:\/\/www.aanda.org\/articles\/aa\/pdf\/2017\/08\/aa31418-17.pdf<\/figcaption><\/figure>\n
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En los \u00faltimos 20 a\u00f1os la astrof\u00edsica de rayos X ha alcanzado un importante grado de madurez, debido a la consolidaci\u00f3n de t\u00e9cnicas observacionales y tecnolog\u00edas que han posibilitado detectar y medir una gran cantidad de fuentes c\u00f3smicas de radiaci\u00f3n X con resoluci\u00f3n espacial y espectral sin precedentes. Esto la coloca en una posici\u00f3n que le ha permitido interactuar positivamente con observaciones obtenidas en otros rangos de longitud de onda ya consolidados en investigaciones astrof\u00edsicas (radio, infrarrojo, \u00f3ptico). Esta interacci\u00f3n provee una realimentaci\u00f3n virtuosa que permite encarar el estudio de los objetos mencionados desde un punto de vista integral.<\/p>\n

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Algunos de los temas involucrados en investigaciones que se realizan en el IAR y hacen uso de datos obtenidos con sat\u00e9lites orbitales incluye: remanentes de supernovas, estrellas de neutrones, sistemas binarios que albergan agujeros negros de masa estelar, AGNs, regiones de formaci\u00f3n estelar y la asociaci\u00f3n con fuentes de rayos gamma no identificadas. GARX es un grupo de investigaci\u00f3n<\/a> del IAR relacionado con esta tem\u00e1tica.<\/p>\n

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Cosmolog\u00eda<\/h3>\n

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De acuerdo al modelo cosmol\u00f3gico est\u00e1ndar<\/strong>, el Universo se enfr\u00eda desde un estado de alt\u00edsima temperatura, en el que los constituyentes de la materia se encuentran en su forma m\u00e1s elemental. Reci\u00e9n al bajar la temperatura por debajo de aproximadamente 10.000 K, pueden recombinarse protones y electrones para formar \u00e1tomos neutros.<\/p>\n

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Cr\u00e9ditos de la imagen NASA. Wikimedia<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n

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Esto ocurri\u00f3 0.4 Myr despu\u00e9s del Big Bang<\/em>, momento en que se produce el fondo de radiaci\u00f3n de microondas, y que da origen a la llamada “Edad Oscura”. Esta etapa termina entre 0.4 y 1 Gyr despu\u00e9s del Big Bang<\/em>, instante en que se observa que el medio que llena el Universo se encuentra nuevamente ionizado. Las causas y el desarrollo de esta transici\u00f3n de fase, llamada Reionizaci\u00f3n del Universo<\/strong>, son a\u00fan tema de debate. Si bien el consenso indica que las primeras fuentes luminosas (estrellas y sistemas estelares) ser\u00edan las responsables de inyectar energ\u00eda al medio para ionizarlo, la contribuci\u00f3n de cada tipo de fuente y el detalle del proceso no se conocen a\u00fan. El estudio de este problema requiere a la vez de poderosas herramientas de simulaci\u00f3n numerica para predecir las caracter\u00edsticas del fen\u00f3meno, y de modernos observatorios radioastron\u00f3micos como el Square Kilometer Array<\/em> para detectar la emisi\u00f3n en la longitud de onda de 21 cm, del hidr\u00f3geno neutro situado a distancias de miles de millones de parsecs.<\/p>\n

Microqu\u00e1sares<\/h3>\n

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Las binarias de rayos X (XRB) son sistemas binarios compuestos por un objeto compacto \u2013que puede ser un agujero negro de masa estelar o una estrella de neutrones\u2013 acretando materia de una estrella compa\u00f1era. La transferencia de masa se realiza por derrame de materia a trav\u00e9s del punto de Lagrange L1, o por medio de vientos estelares para los casos en los que la estrella donante es una estrella masiva. Dado que el gas que est\u00e1 siendo acretado posee momento angular, formar\u00e1 un disco de acreci\u00f3n alrededor del objeto compacto. La temperatura en las regiones internas del disco puede alcanzar valores del orden de 10^{6-7} K, por lo que la mayor parte de la radiaci\u00f3n es emitida en el rango de los rayos X.<\/p>\n

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En algunas XRB se detectan chorros de part\u00edculas relativistas lanzados desde las cercan\u00edas del objeto compacto, conocidos como jets. El mecanismo de producci\u00f3n de los jets no est\u00e1 claramente establecido. Existen varias hip\u00f3tesis acerca de su origen, la mayor\u00eda relacionadas con mecanismos magnetohidrodin\u00e1micos. En los casos en que se detecta un jet, la XRB es llamada microquasar.<\/p>\n

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En el IAR se estudian diversos aspectos de las XRB y de los microquasares: se realizan estudios te\u00f3ricos sobre los distintos caminos evolutivos de los sistemas binarios que atraviesan la etapa de XRB; se hacen estudios sobre los procesos de altas energ\u00edas que tienen lugar en el entorno de agujeros negros estelares acretantes, asi como en los jets relativistas en microquasares; a su vez, se hacen estudios observacionales en rayos X de estas fuentes.<\/p>\n

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El objetivo es, a partir de los datos observacionales disponibles, proponer modelos que puedan describir la f\u00edsica de estos sistemas, con el fin de poder explicar el origen de sus espectros, y poder hacer predicciones (tanto de emisi\u00f3n electromagn\u00e9tica, como de neutrinos) que sean contrastables con las observaciones de instrumentos de \u00faltima generaci\u00f3n.<\/p>\n

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N\u00facleos Gal\u00e1cticos Activos<\/h3>\n

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Los N\u00facleos Activos de Galaxias (AGNs) liberan grandes cantidades de energ\u00eda a partir de la acreci\u00f3n de gas y polvo interestelar sobre el agujero negro supermasivo que se encuentra en el centro de todas las galaxias. El proceso de acreci\u00f3n es tan eficiente en transformar la energ\u00eda gravitacional en radiaci\u00f3n que el disco de acreci\u00f3n en torno al agujero negro llega a brillar intensamente en un gran rango de longitudes de onda. Este disco, junto con otras estructuras del AGN (el jet, la corona y una regi\u00f3n toroidal) toro emiten o re-emiten en casi todo el rango de longitudes de onda observables. Muchos de estos fen\u00f3menos, han sido estudiados por el grupo de astrof\u00edsica de altas energ\u00edas a trav\u00e9s de la\u00a0microvariabilidad radio, \u00f3ptica de rayos X de la radiaci\u00f3n originada en estas fuentes.<\/p>\n

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Procesos radiativos<\/h3>\n

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Cr\u00e9ditos: Benaglia et al. (2010) y del Palacio et al. (2018)<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n<\/div>\n

La mayor parte de la informaci\u00f3n que se puede obtener de fuentes astron\u00f3micas proviene de la radiaci\u00f3n que estas emiten. El espectro electromagn\u00e9tico abarca desde las radioondas hasta los rayos gamma. La mayor\u00eda de las fuentes cl\u00e1sicamente estudiadas por la astronom\u00eda brillan debido a que tienen una dada temperatura; en este caso decimos que emiten \u201cradiaci\u00f3n t\u00e9rmica\u201d. El estudio de la emisi\u00f3n t\u00e9rmica permite inferir la temperatura de la fuente, y en muchos casos otras propiedades termodin\u00e1micas relacionadas con la composici\u00f3n qu\u00edmica, densidad, etc. No obstante, existe otro tipo de radiaci\u00f3n que no se relaciona con la temperatura de los objetos, llamada \u201cno t\u00e9rmica\u201d.<\/p>\n

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Se denomina radiaci\u00f3n no-t\u00e9rmica a la radiaci\u00f3n de continuo generada por part\u00edculas fuera del equilibrio termodin\u00e1mico (i.e., que no tienen una distribuci\u00f3n Maxwelliana). Esta radiaci\u00f3n es, por lo general, indicio de que procesos energ\u00e9ticos tienen lugar en la fuente. Existen varios procesos de emisi\u00f3n no t\u00e9rmica, en los que part\u00edculas relativistas interaccionan con los diferentes campos -magn\u00e9tico, radiaci\u00f3n y materia- presentes en la fuente. Entre ellos los m\u00e1s usuales son la radiaci\u00f3n sincrotr\u00f3n, que se debe a la aceleraci\u00f3n de una part\u00edcula cargada en el campo magn\u00e9tico, y Compton inverso, proceso en el que un fot\u00f3n de baja energ\u00eda puede ser energizado al interactuar con un electr\u00f3n relativista. La presencia de hadrones (e.g., protones y neutrones) relativistas puede dar lugar adem\u00e1s a la emisi\u00f3n de rayos gamma por interacciones hadr\u00f3nicas, como las colisiones prot\u00f3n-prot\u00f3n, o prot\u00f3n-fot\u00f3n, entre otros.<\/p>\n

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La radiaci\u00f3n no t\u00e9rmica abarca todo el espectro electromagn\u00e9tico, desde radioondas de baja frecuencia (de origen sincrotr\u00f3n) hasta rayos gamma muy energ\u00e9ticos (generalmente, de origen Compton inverso o por colisiones prot\u00f3n-prot\u00f3n). En el espectro de una fuente est\u00e1n codificadas propiedades de la poblaci\u00f3n de part\u00edculas no t\u00e9rmicas que lo originan (\u00edndice espectral, potencia, energ\u00eda m\u00e1xima que alcanzan) y de las condiciones del ambiente.<\/p>\n

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En el IAR se realizan investigaciones relacionadas con el modelado de los procesos radiativos en distintos tipos de fuentes astrof\u00edsicas, haciendo predicciones y ajustes de observaciones que ayudan a comprender la f\u00edsica subyacente en estos sistemas<\/p>\n

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Relatividad General<\/h3>\n
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Photograph of\u00a0Albert Einstein\u00a0in his office at the University of Berlin, published in the USA in 1920.\u00a0Dominio p\u00fablico<\/figcaption><\/figure>\n

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La Relatividad General<\/strong> es una teor\u00eda sobre el espacio, el tiempo y la gravitaci\u00f3n formulada por Albert Einstein<\/strong> en 1915. En esta teor\u00eda, el espacio-tiempo<\/strong> se considera una entidad dotada de propiedades f\u00edsicas. Las ecuaciones de Einstein relacionan en forma no lineal la geometr\u00eda del espacio-tiempo y el contenido de materia en el mismo. Dada una distribuci\u00f3n de energ\u00eda y momento, resolver las ecuaciones de Einstein implica determinar la curvatura del espacio-tiempo y pues, los efectos de la gravedad sobre la materia. En el r\u00e9gimen de campo d\u00e9bil, la Relatividad General ha podido explicar exitosamente diversos fen\u00f3menos. En el Sistema Solar, las predicciones de la teor\u00eda han sido evaluadas exitosamente. Asimismo, la teor\u00eda ofrece una descripci\u00f3n precisa de la mayor parte de los fen\u00f3menos astrof\u00edsicos y cosmol\u00f3gicos<\/strong>. Entre estos, en r\u00e9gimen de campo fuerte, se destaca la predicci\u00f3n de la a existencia de ondas gravitacionales<\/strong>, la cual ha sido recientemente testeada con la detecci\u00f3n de la fusi\u00f3n de un sistema binario de agujeros negros<\/strong>.<\/p>\n

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Gargantua1 Creator:Paramount\u00a0Credit:Paramount Copyright:\u00a9 2014 Warner Bros. Entertainment, Inc. and Paramount Pictures Corporation. All Rights Reserved.<\/figcaption><\/figure>
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En el grupo GARRA<\/a> se investigan varios aspectos relacionados con la Relatividad General y teor\u00edas alternativas de la gravitaci\u00f3n. Por un lado se realizan estudios en Relatividad Num\u00e9rica<\/strong> enfocados en ondas gravitacionales, sistemas binarios, estrellas de neutrones, y discos de acreci\u00f3n; para \u00e9stos se utilizan herramientas de c\u00e1lculos tales como el Einstein Toolkit. Asimismo se llevan a cabo investigaciones en cosmolog\u00eda relativista<\/strong>, en particular, analizando los efectos de la expansi\u00f3n sobre sistemas astrof\u00edsicos locales como galaxias, clusters de\u00a0 galaxias, y su entorno. Esto incluye tambi\u00e9n estudios te\u00f3ricos sobre las propiedades causales de agujeros negros cosmol\u00f3gicos, horizontes aparentes, campos electromagn\u00e9ticos en universos en expansi\u00f3n, y termodin\u00e1mica de universos en expansi\u00f3n.<\/p>\n

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LIGOTA. Credit:\u00a0Simulating Extreme Spacetimes (SXS) Project<\/figcaption><\/figure>
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Por otro lado, se investigan distintas implicaciones astrof\u00edsicas de teor\u00edas alternativas de la gravitaci\u00f3n, tales como gravedad-f(R) y una teor\u00eda escalar, tensorial y vectorial de la gravitaci\u00f3n; se han modelado discos de acreci\u00f3n y chorros de part\u00edculas relativistas (jets) en el entorno de soluciones de agujeros negros en estas teor\u00edas. Tambi\u00e9n, se han derivado soluciones de estrellas de neutrones en teor\u00edas modificadas de la gravedad.<\/p>\n

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Astronom\u00eda de Rayos X El advenimiento de la nueva generaci\u00f3n de telescopios orbitales de rayos X \u2014 Chandra, XMM-Newton y Nustar \u2014 revolucion\u00f3 nuestra visi\u00f3n del Universo de rayos X, …<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"parent":766,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-903","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.iar.unlp.edu.ar\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/903","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.iar.unlp.edu.ar\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.iar.unlp.edu.ar\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iar.unlp.edu.ar\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iar.unlp.edu.ar\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=903"}],"version-history":[{"count":32,"href":"https:\/\/www.iar.unlp.edu.ar\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/903\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2423,"href":"https:\/\/www.iar.unlp.edu.ar\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/903\/revisions\/2423"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iar.unlp.edu.ar\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/766"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.iar.unlp.edu.ar\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=903"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}