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Lunes, 13 octubre 2014
Astrofísica

Descubren el púlsar más brillante conocido

Un equipo internacional de astrónomos ha detectado un púlsar que emite ondas electromagnéticas con la energía de 10 millones de soles como el nuestro. Es el púlsar (el denso remanente estelar de una explosión de supernova) más brillante jamás registrado. Fue encontrado en Messier 82 (M82), una galaxia relativamente cercana, situada a 12 millones de años-luz de la Tierra.

 

Un púlsar es una estrella de neutrones que gira sobre sí misma tan deprisa que suele tardar escasos segundos o fracciones de segundo en dar una vuelta completa. El púlsar emite, desde sus polos magnéticos, ondas electromagnéticas. La desalineación de los polos magnéticos con respecto al eje de rotación de la estrella de neutrones hace que los haces de radiación giren de igual modo que los focos de un faro marítimo, enviando pulsos de haces hacia los eventuales observadores distantes. El período entre cada pulso se corresponde con la velocidad de rotación de la estrella de neutrones. Estas, como su nombre indica, están compuestas principalmente de neutrones, el resultado de un colosal aplastamiento de materia por acción de la gravedad, y alcanzan densidades de más de un billón de veces la del plomo. Como consecuencia de ello, su diámetro es parecido a la distancia entre dos extremos de una gran ciudad. Estos exóticos astros, sólo superados en densidad por los agujeros negros, son núcleos hiperprensados de estrellas masivas que se quedaron sin combustible nuclear y se derrumbaron sobre sí mismas, sufriendo una explosión en forma de supernova.

 

El brillo excepcional del púlsar observado en la nueva investigación lo clasifica como fuente ultraluminosa de rayos X, un objeto tan brillante que excede a lo alcanzable por cualquier proceso conocido de emisión estelar.

 

El hallazgo es obra del equipo integrado, entre otros, por Matteo Bachetti, de la Universidad de Toulouse en Francia, Fiona Harrison del Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Pasadena, y Deepto Chakrabarty, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, estas dos últimas instituciones en Estados Unidos.

 

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Los rayos X de alta energía que surgen de un raro y potentísimo pulsar (señalado y ampliado dentro de una circunferencia), el más brillante hallado hasta la fecha, pueden ser vistos en esta nueva imagen que combina datos multifrecuencia de tres telescopios. (Imagen: NASA/JPL-Caltech/SAO/NOAO)

 

Hay mucho misterio en torno a la naturaleza de las fuentes de rayos X ultraluminosas. Diversos astrónomos han propuesto que tales objetos podrían ser agujeros negros de masa mediana: no tan pequeños como agujeros negros estelares, que tienen una masa entre 5 y 50 veces la de nuestro Sol, pero tampoco tan grandes como los agujeros negros supermasivos, que son de 100.000 a varios miles de millones de veces más masivos que nuestra estrella. El brillo extremo de una fuente de rayos X ultraluminosa es posible que pueda ser generado por tal agujero negro de masa mediana, si bien falta aún por detectar algún caso que sea inequívoco.

 

A la luz de esa hipótesis mantenida durante tanto tiempo, la identificación de esta novedosa fuente de rayos X ultraluminosa como un púlsar es algo desconcertante. Debido a su naturaleza, los púlsares no son muy masivos; como máximo, estos objetos estelares pueden contener tres veces la masa del Sol. Con esa masa, los púlsares solo pueden emitir haces de rayos X de potencia modesta. El hecho de que este púlsar recién identificado como tal aparezca mucho más brillante que lo que debería permitirle su masa es un misterio para el que no hay por ahora ninguna explicación convincente.

 

La luminosidad de una estrella de neutrones viene determinada en parte por su masa: Cuanto más masivo sea un objeto, más tirón gravitatorio ejerce, lo que se manifiesta, entre otras consecuencias, en un proceso llamado acreción. En la acreción, el objeto masivo absorbe la materia del entorno. A cambio, se emiten rayos X, proporcionalmente a la cantidad de materia que llega y a la masa del objeto que la atrae. Esta radiación puede empujar hacia fuera a esta materia que se acerca, ralentizando su velocidad de aproximación e incluso deteniéndola si la radiación es lo bastante brillante, un límite que los astrónomos denominan Límite de Eddington.

 

Sin embargo, y esto es lo más enigmático, sobre la base de los datos de brillo procedentes del satélite astronómico NuSTAR de la NASA (puesto en órbita en 2012, ver nuestro artículo sobre su lanzamiento, aquí: http://noticiasdelaciencia.com/not/4478/), este púlsar parece exceder el Límite de Eddington, emitiendo muchísima más radiación de lo que debería.

 

Resulta difícil hallar una explicación para esto.

 

Una posibilidad podría ser que las emisiones de rayos X del púlsar se generan en un único punto, y no de manera relativamente uniforme por la superficie del púlsar, un fenómeno que produciría una señal de rayos X extremadamente brillante, a pesar de la baja masa del púlsar. Cómo se generaría exactamente esta clase de emisión es por ahora un misterio que los teóricos tendrán que explicar.

 

Tal como razona Chakrabarty, las fuentes de rayos X ultraluminosas son ya de por sí rarezas, por lo que el púlsar observado es una rareza entre rarezas.

 

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