Unos astrónomos capturan a un púlsar “energizándose”

Unos científicos observaron una estrella de neutrones en estado de acrecimiento mientras entraba en fase de estallido, en un esfuerzo de colaboración internacional en el que participaron cinco grupos de investigadores, siete telescopios (cinco en tierra, dos en el espacio) y 15 colaboradores.

Es la primera vez que un evento de este tipo se observa con este detalle, en múltiples frecuencias, incluyendo mediciones de alta sensibilidad tanto en el visible como en los rayos X.

La investigación, dirigida por la candidata a doctorado Adelle Goodwin de la Escuela de Física y Astronomía de Monash, Se publicó en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Adelle dirige un equipo de investigadores internacionales, incluyendo a su supervisor, el profesor asociado de la Universidad de Monash, Duncan Galloway, y el Dr. David Russell de la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi.

La física detrás de este proceso de "encendido o activación" ha eludido a los físicos durante décadas, en parte porque hay muy pocas observaciones exhaustivas del fenómeno.

Los investigadores capturaron a uno de estos sistemas de una estrella de neutrones en pleno crecimiento en el acto de entrar en erupción, revelando que se necesitaron 12 días para que el material procedente de una compañera se arremolinara y colisionara con la estrella de neutrones, sustancialmente más tiempo que los dos o tres días que la mayoría de las teorías sugieren.

"Estas observaciones nos permiten estudiar la estructura del disco de acreción, y determinar cuán rápida y fácilmente el material puede moverse hacia la estrella de neutrones", dijo Adelle.

Una colaboración dirigida por la Universidad de Monash ha observado por primera vez el proceso completo de 12 días durante el cual cae material en espiral hacia una distante estrella de neutrones, desencadenando un estallido de rayos X miles de veces más brillante que nuestro Sol. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

"Usando múltiples telescopios sensibles a la luz en diferentes energías pudimos rastrear que la actividad inicial ocurrió cerca de la estrella compañera, en los bordes exteriores del disco de acreción, y se necesitaron 12 días para que el disco se pusiera en un estado caliente y para que el material descendiera en espiral hacia la estrella de neutrones, produciéndose rayos X", dijo.

En un sistema con una estrella de neutrones en proceso de "acrecimiento", el púlsar (un denso remanente de una vieja estrella) arranca el gas de una estrella cercana, formando un disco de acreción de material que se mueve en espiral hacia él, donde libera cantidades extraordinarias de energía, aproximadamente la producción total de energía del Sol en 10 años, durante el transcurso de unas pocas semanas.

El púlsar observado es el SAX J1808.4?3658, que gira a una velocidad de 400 veces por segundo y está situado a 11.000 años-luz de distancia en la constelación de Saggitarius.

"Este trabajo nos permite arrojar algo de luz sobre la física de los sistemas estelares con estrellas de neutrones con discos de acreción, y entender cómo se llegan a desencadenar estos estallidos explosivos, lo que ha desconcertado a los astrónomos durante mucho tiempo", dijo el investigador de la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi, el Dr. David Russell, uno de los coautores del estudio.

Los discos de acreción suelen estar hechos de hidrógeno, pero este objeto en particular tiene un disco que está compuesto por un 50% de helio, más helio que la mayoría de los discos conocidos. Los científicos creen que este exceso de helio puede estar ralentizando el calentamiento del disco porque el helio se "quema" a una temperatura más alta, causando que el "encendido" precise de 12 días.

Los telescopios involucrados incluyen dos observatorios espaciales: el Neils Gehrels Swift X-ray Observatory y el Neutron Star Interior Composition Explorer, situado en la Estación Espacial Internacional. Han participado asimismo la red de telescopios del Observatorio Las Cumbres con base en tierra y el South African Large Telescope. (Fuente: NCYT Amazings)