Los científicos han descubierto en el espacio un púlsar que está cambiando constantemente la naturaleza de su radiación, de rayos X a ondas de radio y viceversa.
IGR J18245-2452, localizada a unos 18,000 años-luz de la Tierra en la constelación de Sagitario, en un clúster de estrellas conocido como M28, es una estrella de neutrones con la particular habilidad de transformarse de un púlsar de radio a un púlsar de rayos-x y viceversa.
La caprichosa conducta de la estrella parece ser alimentada por una estrella compañera cercana, y podría dar nuevas pistas sobre el nacimiento de los pulsares de milisegundos.
Las estrellas de neutrones son remanentes superdensos de estrellas masivas que estallaron como supernovas. IGR J18245-2452 fue primero identificada como un púlsar de milisegundos en el 2005 con el Telescopio Green Bank, y entonces más tarde como un púlsar de rayos-x por otro equipo de astrónomos en el 2013. Ambos equipos se dieron cuenta que estaban observando el mismo objeto, incluso al considerar que actuaba diferente dependiendo de cuándo lo estaban observando.
Una estrella de neutrones y su compañera durante el proceso de acreción, cuando se emiten poderosos pulsos de rayos-x
Observaciones adicionales y datos de archivo de otros telescopios confirmaron la particular habilidad de transformarse de un púlsar de radio a un púlsar de rayos-x y viceversa.
“Lo que estábamos viendo era el equivalente cósmico del Doctor Jekyll y Mister Hyde, con la habilidad de cambiar de una forma a su más intensa contraparte con una velocidad asombrosa”, dice Scott Ramson, un astrónomo del Observatorio Radio Astronómico Nacional (NRAO, por sus siglas en inglés) en Charlottesville, Virginia. “Nosotros sabíamos que las estrellas binarias de rayos-x – algunas de las cuales son observadas como pulsares de rayos-x – pueden evolucionar a través de millones de años en pulsares de radio de rotación rápida, pero estamos sorprendidos por haber encontrado uno que cambiaba tan rápido entre ambos tipos”
“Varias observaciones de una estrella en particular a través de los años y con diferentes telescopios han revelado cosas enormemente diferentes – en una ocasión un púlsar y en otra una binaria de rayos-x” señaló Alessandro Papitto, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas -- Institut d'Estudis Espacials de Catalunya, en Barcelona España, y autor en jefe del documento (paper) publicado en la revista Nature. “Esto es particularmente intrigante ya que los pulsos de radio no provienen de una binaria de rayos-x, y la fuente de rayos-x debería haber desaparecido mucho antes de que las señales de radio pudieran haber surgido.”
La respuesta a este rompecabezas fue encontrada en la compleja interacción entre la estrella de neutrones y su compañera cercana.
Las estrellas binarias de rayos-x, como su nombre implica, aparecen en un sistema de dos estrellas, en el cual una estrella de neutrones está acompañada por una estrella normal de masa baja. La más pequeña, pero considerablemente más masiva estrella de neutrones, puede drenar material de su compañera, formándose un disco de gas plano alrededor de la estrella de neutrones. Gradualmente, como este material cae en espiral a la superficie de la estrella de neutrones, se va sobrecalentando y genera intensos rayos-x.
Los astrónomos creen que este proceso de acreción continúa, la mayor parte sin disminución, por millones de años. Eventualmente, el material puede acabarse y la acreción debería parar, así como la emisión de rayos-x.
Sin la afluencia de nuevo material, los poderosos campos magnéticos de la estrella de neutrones serían capaces de generar haces de ondas de radio que barrerían el espacio circundante de acuerdo con la rotación de la estrella, dando al púlsar su apariencia característica de faro.
Ahora podemos ver cuando se ha detenido el proceso de acreción, y la estrella de neutrones empieza a emitir pulsos de radio.
La mayoría de los pulsares de radio rotan unas pocas veces cada segundo y, si se deja a su suerte, se frenarán después de millones de años. Si la estrella de neutrones empieza a vivir como una binaria de rayos-x, empero, la acumulación de materia sobre su superficie le dará a la estrella de neutrones un nuevo impulso, incrementando su tasa de rotación hasta que gire miles de veces por segundo. Cuando este proceso de acreción se detenga, el resultado será un púlsar de milisegundos.
Durante sus observaciones, los investigadores detectaron explosiones de pulsaciones de rayos-x que fueron de aproximadamente un mes que luego pararon abruptamente. Dentro de unos pocos días, los pulsos de radio emergieron otra vez. Estos salvajes cambios indicaban que el material del disco de acreción estaba cayendo hacia la estrella de neutrones a trompicones, más que como el largo y constante fluir que los astrónomos habían teorizado.
Un estudio anterior de otro sistema con el Telescopio Green Bank detectaron la primera evidencia de un disco de acreción alrededor de una estrella de neutrones, el cual ayudó a establecer la relación entre las estrellas binarias de rayos-x y los pulsares.
Secuencia que muestra el proceso de formación del disco de acreción y las diferentes emisiones de la estrella de neutrones.
La nueva información apoyaba esta relación, pero también mostraba por primera vez que el proceso de evolución, que antes se pensaba que tomaba millones de años, es en realidad más complejo y puede ocurrir en episodios explosivos que pueden ocurrir en unas pocas semanas o incluso días. “Esto no sólo demuestra que la relación evolutiva entre acreción y potenciación de giro de pulsares de milisegundos,” dice Ramson, “sino que también algunos sistemas pueden oscilar entre dos estados en una escala de tiempo muy pequeña.”
La fuente de rayos-x fue descubierta por el Laboratorio Astrofísico Internacional de Rayos Gamma (INTEGRAL, por sus siglas en inglés) y las subsiguientes observaciones de rayos-x fueron hechas por los satélites XXM-Newton, Swift y Chandra. Las radio observaciones fueron hechas por el teescopio Green Bank, el Radio Telescopio Parkes, el Complejo Compacto de Telescopios de Australia, y el Radio Telescopio Westerbork.
Video de una estrella binaria - púlsar
Eso es todo. ¡Nos vemos!
IGR J18245-2452, localizada a unos 18,000 años-luz de la Tierra en la constelación de Sagitario, en un clúster de estrellas conocido como M28, es una estrella de neutrones con la particular habilidad de transformarse de un púlsar de radio a un púlsar de rayos-x y viceversa.
La caprichosa conducta de la estrella parece ser alimentada por una estrella compañera cercana, y podría dar nuevas pistas sobre el nacimiento de los pulsares de milisegundos.
Las estrellas de neutrones son remanentes superdensos de estrellas masivas que estallaron como supernovas. IGR J18245-2452 fue primero identificada como un púlsar de milisegundos en el 2005 con el Telescopio Green Bank, y entonces más tarde como un púlsar de rayos-x por otro equipo de astrónomos en el 2013. Ambos equipos se dieron cuenta que estaban observando el mismo objeto, incluso al considerar que actuaba diferente dependiendo de cuándo lo estaban observando.
Una estrella de neutrones y su compañera durante el proceso de acreción, cuando se emiten poderosos pulsos de rayos-x
Observaciones adicionales y datos de archivo de otros telescopios confirmaron la particular habilidad de transformarse de un púlsar de radio a un púlsar de rayos-x y viceversa.
“Lo que estábamos viendo era el equivalente cósmico del Doctor Jekyll y Mister Hyde, con la habilidad de cambiar de una forma a su más intensa contraparte con una velocidad asombrosa”, dice Scott Ramson, un astrónomo del Observatorio Radio Astronómico Nacional (NRAO, por sus siglas en inglés) en Charlottesville, Virginia. “Nosotros sabíamos que las estrellas binarias de rayos-x – algunas de las cuales son observadas como pulsares de rayos-x – pueden evolucionar a través de millones de años en pulsares de radio de rotación rápida, pero estamos sorprendidos por haber encontrado uno que cambiaba tan rápido entre ambos tipos”
“Varias observaciones de una estrella en particular a través de los años y con diferentes telescopios han revelado cosas enormemente diferentes – en una ocasión un púlsar y en otra una binaria de rayos-x” señaló Alessandro Papitto, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas -- Institut d'Estudis Espacials de Catalunya, en Barcelona España, y autor en jefe del documento (paper) publicado en la revista Nature. “Esto es particularmente intrigante ya que los pulsos de radio no provienen de una binaria de rayos-x, y la fuente de rayos-x debería haber desaparecido mucho antes de que las señales de radio pudieran haber surgido.”
La respuesta a este rompecabezas fue encontrada en la compleja interacción entre la estrella de neutrones y su compañera cercana.
Las estrellas binarias de rayos-x, como su nombre implica, aparecen en un sistema de dos estrellas, en el cual una estrella de neutrones está acompañada por una estrella normal de masa baja. La más pequeña, pero considerablemente más masiva estrella de neutrones, puede drenar material de su compañera, formándose un disco de gas plano alrededor de la estrella de neutrones. Gradualmente, como este material cae en espiral a la superficie de la estrella de neutrones, se va sobrecalentando y genera intensos rayos-x.
Los astrónomos creen que este proceso de acreción continúa, la mayor parte sin disminución, por millones de años. Eventualmente, el material puede acabarse y la acreción debería parar, así como la emisión de rayos-x.
Sin la afluencia de nuevo material, los poderosos campos magnéticos de la estrella de neutrones serían capaces de generar haces de ondas de radio que barrerían el espacio circundante de acuerdo con la rotación de la estrella, dando al púlsar su apariencia característica de faro.
Ahora podemos ver cuando se ha detenido el proceso de acreción, y la estrella de neutrones empieza a emitir pulsos de radio.
La mayoría de los pulsares de radio rotan unas pocas veces cada segundo y, si se deja a su suerte, se frenarán después de millones de años. Si la estrella de neutrones empieza a vivir como una binaria de rayos-x, empero, la acumulación de materia sobre su superficie le dará a la estrella de neutrones un nuevo impulso, incrementando su tasa de rotación hasta que gire miles de veces por segundo. Cuando este proceso de acreción se detenga, el resultado será un púlsar de milisegundos.
Durante sus observaciones, los investigadores detectaron explosiones de pulsaciones de rayos-x que fueron de aproximadamente un mes que luego pararon abruptamente. Dentro de unos pocos días, los pulsos de radio emergieron otra vez. Estos salvajes cambios indicaban que el material del disco de acreción estaba cayendo hacia la estrella de neutrones a trompicones, más que como el largo y constante fluir que los astrónomos habían teorizado.
Un estudio anterior de otro sistema con el Telescopio Green Bank detectaron la primera evidencia de un disco de acreción alrededor de una estrella de neutrones, el cual ayudó a establecer la relación entre las estrellas binarias de rayos-x y los pulsares.
Secuencia que muestra el proceso de formación del disco de acreción y las diferentes emisiones de la estrella de neutrones.
La nueva información apoyaba esta relación, pero también mostraba por primera vez que el proceso de evolución, que antes se pensaba que tomaba millones de años, es en realidad más complejo y puede ocurrir en episodios explosivos que pueden ocurrir en unas pocas semanas o incluso días. “Esto no sólo demuestra que la relación evolutiva entre acreción y potenciación de giro de pulsares de milisegundos,” dice Ramson, “sino que también algunos sistemas pueden oscilar entre dos estados en una escala de tiempo muy pequeña.”
La fuente de rayos-x fue descubierta por el Laboratorio Astrofísico Internacional de Rayos Gamma (INTEGRAL, por sus siglas en inglés) y las subsiguientes observaciones de rayos-x fueron hechas por los satélites XXM-Newton, Swift y Chandra. Las radio observaciones fueron hechas por el teescopio Green Bank, el Radio Telescopio Parkes, el Complejo Compacto de Telescopios de Australia, y el Radio Telescopio Westerbork.
Video de una estrella binaria - púlsar
Eso es todo. ¡Nos vemos!