Los astrónomos resuelven el enigma de una inusual estrella muerta pulsante

Jun 22, 2023

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Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto nuevos conocimientos sobre un objeto en el centro de un misterio cósmico: un púlsar que parece cambiar constantemente de brillo. Ahora, los científicos creen saber qué hay detrás de esto.

Los púlsares, estrellas muertas que giran rápidamente, reciben ese nombre porque, a medida que giran, liberan rayos de radiación electromagnética a través del espacio que parecen pulsar como faros celestes.

Pero un púlsar llamado PSR J1023+0038, ubicado a unos 4.500 años luz de la Tierra en la constelación de Sextans, es aún más inusual porque algunos de los pulsos son más brillantes que otros, casi como si estuviera cambiando entre diferentes modos.

La estrella muerta giratoria y la estrella compañera que orbita de cerca se descubrieron por primera vez en 2007. Pero nuevas observaciones realizadas con múltiples telescopios muestran que suceden cosas extrañas cuando el púlsar desprende material de la otra estrella, y esta actividad ha persistido durante la última década. .

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El miércoles se publicó un estudio sobre las nuevas observaciones en la revista Astronomy & Astrophysics.

"Hemos sido testigos de eventos cósmicos extraordinarios en los que enormes cantidades de materia, similares a balas de cañón cósmicas, son lanzadas al espacio en un lapso muy breve de decenas de segundos desde un objeto pequeño y denso que gira a velocidades increíblemente altas", dijo la autora principal del estudio, María Cristina Baglio, investigadora de la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi, afiliada al Instituto Nacional Italiano de Astrofísica, en un comunicado.

Una vez que el púlsar comenzó a extraer material de la estrella compañera, su característico haz pulsante desapareció. En cambio, el púlsar entró en un ciclo constante y alterno de funcionamiento en lo que los astrónomos llaman modo "alto" y modo "bajo".

Durante el modo alto, el púlsar libera longitudes de onda de rayos X, luz ultravioleta y luz visible. Una vez que está en modo bajo, el púlsar se vuelve más tenue y comparte más ondas de radio que otras longitudes de onda de luz. Los dos modos pueden durar segundos o minutos antes de cambiar al otro.

Los astrónomos necesitaban un conjunto diverso de observatorios que pudieran detectar diferentes tipos de luz para resolver el rompecabezas celeste.

"Nuestra campaña de observación sin precedentes para comprender el comportamiento de este púlsar involucró una docena de telescopios terrestres y espaciales de última generación", dijo en un comunicado el coautor del estudio Francesco Coti Zelati, investigador del Instituto de Ciencias Espaciales de Barcelona, ​​España.

En junio de 2021, el púlsar realizó más de 280 cambios entre modo alto y bajo. Las diversas observaciones del telescopio reunieron los detalles que los astrónomos necesitaban para comprender lo que ocurrió durante ambos modos.

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Descubrieron que un intercambio de materia entre el púlsar y su estrella compañera desencadena el comportamiento inusual del púlsar.

A medida que el púlsar tira de su estrella compañera, el gas se libera de ésta y forma un disco alrededor del púlsar antes de caer lentamente hacia ella.

Finalmente, en modo bajo, ese mismo material es liberado del púlsar en un chorro estrecho. La materia expulsada es golpeada por el viento que sopla del púlsar. El viento calienta la materia estelar, haciendo que brille en diferentes longitudes de onda de luz, lo que activa el modo alto.

El proceso se repite a medida que el chorro continúa empujando más material lejos de la estrella, lo que aparta parte del material más caliente y brillante y restablece el modo bajo.

"Hemos descubierto que el cambio de modo se debe a una intrincada interacción entre el viento del púlsar, un flujo de partículas de alta energía que se alejan del púlsar y la materia que fluye hacia el púlsar", dijo Coti Zelati. Los astrónomos no saben si hay Existen otros sistemas de púlsares similares, o si éste es único.

Los astrónomos continuarán observando el inusual sistema y tienen planes de utilizar futuros observatorios, como el Telescopio Extremadamente Grande del Observatorio Europeo Austral que se está construyendo actualmente en Chile, para obtener más detalles. El Telescopio Extremadamente Grande, o ELT, comenzará sus observaciones en 2028.

"El ELT nos permitirá obtener información clave sobre cómo la abundancia, distribución, dinámica y energía de la materia que fluye alrededor del púlsar se ven afectadas por el comportamiento de cambio de modo", dijo el coautor del estudio Sergio Campana, director de investigación del Instituto Nacional Italiano. para el Observatorio de Astrofísica de Brera, en un comunicado.