Las estrellas son comedores voraces. Esto es un hecho de la vida en el árido desierto del espacio. Escombros, planetas e incluso otras estrellas están en el menú de Universe Buffet. Y los púlsares, una especie de estrella de neutrones, pueden ser comedores engañosos. A veces, cuando devoran a sus compañeras estrellas, pueden vomitar mucha energía. Por primera vez, los astrónomos capturaron los momentos que llevaron a esta violenta explosión con exquisito detalle.
Un nuevo estudio, presentado en la conferencia virtual de la American Astronomical Society el lunes, detalla la explosión extrema de SAX J1808.4-3658 (llamémosla SAX), una estrella de neutrones además de aproximadamente 11.000 años luz de Tierra que gira incomparablemente rápido, haciendo 401 rotaciones cada segundo. Sin embargo, esto es normal en términos de estrellas de neutrones, porque estos extrañas bestias cósmicas son responsables de algunas de las físicas más extremas que vemos en el universo.
“Las estrellas de neutrones son tan densas que si juntas las manos y las llenas con el material de las estrellas de neutrones, en la Tierra estarías sosteniendo algo que pesa alrededor de cinco Monte Everest”, dice Adelle Goodwin, candidata a doctorado en la Universidad de Monash. , Australia y autor principal en el nuevo rol. Debido a que son tan densos, producen algunos de los campos gravitacionales más poderosos del universo.
Y esa física extrema es, en parte, lo que los hace tan atractivos para astrónomos como Goodwin. Su investigación se centra principalmente en “acumular estrellas de neutrones”, aquellas rodeadas por discos de gas y escombros. Estos tipos de púlsares están en órbita con una estrella “normal” (como nuestro Sol) y, debido a su enorme gravedad, succionan material de la estrella durante “meses o años”, según Goodwin. Eventualmente, extraen suficiente material para calentar y hacer girar la estrella, lo que resulta en una gran explosión, liberando energía miles de veces más poderosa que el sol.
Goodwin y un equipo de colaboradores internacionales observaban SAX con siete telescopios diferentes, incluido el Observatorio de rayos X Swift de la NASA y el instrumento NICER a bordo de la Estación Espacial Internacional. Atrapar una estrella en el acto de la explosión, o “energizar” como lo llama Goodwin, es increíblemente raro, pero el equipo sabía que se avecinaba una explosión en 2019 gracias a un análisis SAX previo, lo que significaba que podían enfocarse en varios instrumentos en el estrella que lo observa en diferentes longitudes de onda de luz.
“Lo que vimos fue la transición del púlsar de acreción al estado de explosión y estábamos observando todo el proceso con siete telescopios”, dijo Goodwin. “Estas explosiones no son comunes y generalmente no las detectamos hasta que son muy brillantes”.
El equipo midió el retraso entre la detección de la luz óptica brillante de SAX y la explosión de energía de rayos X. Pero cuando examinaron sus observaciones, Goodwin y su equipo vieron algo inesperado.
“Este proceso energizante tomó mucho más tiempo de lo que sugiere la teoría”, dice Goodwin. Las teorías actuales sugieren que el proceso de activación debería durar entre dos y tres días, pero el retraso observado por el equipo fue de 12 días. Sugieren que este retraso puede ocurrir porque el disco de polvo y gas alrededor del SAX está compuesto por más helio que la mayoría de los discos. Esto puede haber ralentizado el proceso de arranque.
“Esto definitivamente podría explicarse por diferentes hipótesis y es difícil de entender porque contradice la teoría”, señala Goodwin.
Descubrir las razones de este retraso requerirá un análisis más detallado de SAX, un sistema con el que Goodwin se está familiarizando. “Se podría decir que es mi sistema de estrellas de neutrones favorito”, dice. Los científicos predicen que las explosiones del sistema ocurrirán una vez cada cuatro años, por lo que Goodwin dice que el equipo esperará pacientemente para verlo nuevamente alrededor de 2023. Hasta entonces, planean apuntar a estrellas de neutrones de acreción similares (hay sólo 18 que sepamos) para ver si pueden desentrañar un poco más el misterio.
El trabajo se publicará en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society y estará disponible en el servidor de preimpresión arXiv a partir del viernes.
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