Astrofísica
Estallido récord de rayos-X
El telescopio NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) de la NASA, instalado a bordo de la estación espacial internacional, detectó el 20 de agosto un pico súbito de rayos-X procedentes del espacio. El estallido fue causado por un fogonazo termonuclear sobre la superficie de un púlsar, el resto aplastado de una estrella que hace mucho explotó como una supernova.
El estallido de rayos-X, el más brillante observado por NICER hasta ahora, procedió del objeto SAX J1808.4-3658. Las observaciones revelan muchos fenómenos que jamás habían sido vistos juntos en un único estallido. Además, la menguante bola de fuego volvió brevemente a aumentar su brillo por razones que los astrónomos no pueden aún explicar.
Según Peter Bult, astrofísico de la NASA, vimos un cambio de brillo en dos etapas, lo que se cree pudo ser debido a la eyección de capas separadas desde la superficie del púlsar.
La explosión, que los astrónomos clasifican como un estallido de rayos-X de tipo I, liberó tanta energía en 20 segundos como el Sol en casi 10 días.
Un púlsar es un tipo de estrella de neutrones, el núcleo compacto que queda cuando a una estrella masiva se le agota el combustible, colapsa por su propio peso y explota. Los púlsares pueden girar muy rápidamente y albergar puntos calientes que emiten rayos-X en sus polos magnéticos. A medida que el objeto gira, si estos puntos calientes pasan por delante de nuestro punto de visión, recibiremos pulsos regulares de radiación de alta energía.
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Ilustración de un estallido de rayos-X de tipo I. (Foto: NASA/Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA))
J1808 está situado a 11.000 años-luz de distancia, en la constelación de Sagitario. Gira a una velocidad de 401 revoluciones por segundo, y forma parte de un sistema binario. Su compañera es una enana marrón, un objeto mayor que un planeta gigante pero demasiado pequeño para ser una estrella. Un chorro continuado de gas hidrógeno fluye de la compañera a la estrella de neutrones, y este se acumula en una estructura de almacenamiento enorme llamada disco de acreción.
Cada pocos años, los discos alrededor de púlsares como J1808 se hacen tan densos que una gran cantidad del gas se ioniza. Ello dificulta que la luz se mueva a través del disco. La energía atrapada empieza entonces un proceso imparable de calentamiento e ionización que atrapa aún más energía. El gas se hace más resistente a continuar fluyendo, y empieza a caer con un movimiento en espiral hacia la estrella, precipitándose finalmente sobre el púlsar.
El hidrógeno que llueve sobre la superficie estelar forma un “mar” caliente cada vez más profundo. En la base de esta capa, las temperaturas y presiones crecen hasta que los núcleos de hidrógeno se fusionan para formar núcleos de helio, lo cual produce energía.
El helio se acumula y forma su propia capa. Una vez que esta capa de hielo alcanza una profundidad de unos pocos metros, las condiciones permiten que los núcleos de helio se fusionen formando carbono. Entonces el helio explota y desencadena una bola de fuego termonuclear a lo largo de toda la superficie del púlsar.
Pero las estrellas pueden soportar un máximo de intensidad de radiación (límite de Eddington) antes de que dicha radiación haga que se expanda. Y este punto depende mucho de la composición del material que se halla sobre la fuente de emisión.
En el estallido de rayos-X observado se está aparentemente viendo el límite de Eddington para dos composiciones distintas. Los datos del NICER indican que el brillo de rayos-X se estabilizó durante casi un segundo antes de volver a incrementarse a un ritmo más lento. Fue el momento cuando la energía del estallido se acumuló lo bastante como para hacer explotar la capa de hidrógeno del púlsar y lanzarla al espacio. La bola de fuego continuó aumentando durante otros dos segundos y entonces alcanzó su pico, haciendo explotar la capa de helio, más masiva. El helio se expandió más rápido, adelantó a la capa de hidrógeno antes de que se disipara, y después frenó, se detuvo y volvió a caer sobre la superficie del púlsar. Después de esta fase, el púlsar volvió brevemente a aumentar su brillo en alrededor de un 20 por ciento, pero por razones que aún no comprendemos.
