Viuda negra cósmica, el pulsar parece comerse a su compañero

Viuda negra cósmica parece comerse a su compañero

Al igual que las arañas de las viudas negras, algunos púlsares también provocan la muerte de sus compañeras estelares. Los astrónomos han descubierto ahora un representante particularmente inusual a una distancia de unos 3000 años luz. 

Este púlsar y su estrella compañera se orbitan mutuamente a corta distancia y solo necesitan 62 minutos para una órbita, lo que la convierte en la viuda negra con el período orbital más corto conocido. Además, fue la primera pareja de este tipo descubierta no por los rayos X o gamma, sino por el brillo periódico de la estrella compañera en luz visible.

Los púlsares son estrellas de neutrones de rotación rápida y fuertemente magnéticas, reliquias de la explosión de supernova de una estrella masiva. Como un faro cósmico, estos núcleos estelares ultradensos emiten rayos enfocados que recorren el espacio a intervalos regulares. Estos pulsos de radiación pueden ser extremadamente energéticos y, en el caso de los pulsos extremadamente giratorios conocidos como púlsares de milisegundos, parpadear varios cientos de veces por segundo. 

Una forma especial de este tipo de remanentes estelares se denomina también viuda negra, porque son púlsares que forman un sistema doble con una estrella compañera pequeña y normal, pero que destruyen a sus compañeras con el tiempo, como las arañas conocidas por su canibalismo. La causa del efecto destructivo del púlsar es su intensa radiación de alta energía y su fuerte viento estelar, que erosionan gradualmente la estrella compañera.

Estrellas parpadeantes como ayuda a la búsqueda

Hasta ahora, solo se conocen unas dos docenas de púlsares viuda negra, por lo que los astrónomos están siempre a la búsqueda de más representantes de estos pares "caníbales", sobre todo buscando los rayos X y gamma de alta energía emitidos por el púlsar. Sin embargo, Kevin Burdge, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, y su equipo buscaron estos púlsares de una manera diferente: "Pensé que, en lugar de buscar directamente el púlsar, podíamos tratar de encontrar la estrella que "cocinaba"", explica Burdge. Esta estrella, según la idea que la sustenta, debería estar fuertemente calentada en el lado que da al púlsar y, por tanto, ser más brillante. En consecuencia, teóricamente se deberían poder detectar estos pares cuando se busquen estrellas que cambien su brillo rápida y drásticamente.

Para su estudio, los astrónomos analizaron los datos de observación del Zwicky Transient Facility de California, un telescopio que busca cada noche grandes secciones del cielo en busca de fenómenos cambiantes o de nueva aparición. En los datos de unos 20 millones de estrellas, buscaron objetos cuyo brillo variara en un factor de diez o más a intervalos de una hora o menos. Los astrónomos realmente hicieron un hallazgo: Descubrieron un objeto que se vuelve unas 13 veces más brillante cada 62 minutos y luego se desvanece de nuevo. El sistema, bautizado como ZTF J1406+1222, se encuentra a unos 3000 años luz de distancia y su espectro sugiere que dos objetos estelares están orbitando estrechamente entre ellos, informa el equipo.

"Viuda negra" con características inusuales

Según los astrónomos, hay pruebas de que este sistema es una viuda negra, una pareja cercana de púlsar y estrella. "Lo que sabemos con certeza es que estamos ante una estrella cuyo lado diurno es mucho más caliente que el nocturno y que está orbitando alrededor de otra cosa en el transcurso de 62 minutos", dice Burdge. "Todo parece indicar que se trata de una estrella binaria viuda negra". De ser así, sería el primer púlsar de este tipo detectado mediante observaciones en luz visible. También sería el sistema de púlsares con el periodo orbital más corto conocido. "Sin embargo, hay algunas cosas inusuales en este sistema, por lo que también podría ser algo completamente nuevo", explica además el astrónomo. Esto se debe a que, hasta ahora, no se han detectado rayos X ni rayos gamma procedentes de este sistema, lo que normalmente sería típico de un púlsar viuda.

Los datos de observación complementarios del Sloan Digital Sky Survey revelaron que la pareja cercana y de rápida rotación está orbitada por un tercer objeto mucho más distante. Esta estrella tiene una distancia de unas 600 unidades astronómicas y tarda unos 12 000 años en orbitar. Además, los análisis espectrales sugirieron que todo el sistema es probablemente más antiguo que nuestro sistema solar y debe haberse formado originalmente en un cúmulo globular en los confines de la Vía Láctea. Sin embargo, desde entonces, el púlsar y sus compañeras pueden haberse acercado al centro galáctico, donde el sistema fue expulsado de su cúmulo estelar por una turbulencia gravitatoria, sugieren los astrónomos.

"Este sistema es, por tanto, único para una viuda negra porque lo detectamos a la luz visible, tiene un compañero distante adicional y porque procede del centro galáctico", dice Burdge. "Todavía hay muchas cosas que no entendemos de este sistema". El equipo de astrónomos espera que se aclaren algunas cuestiones a medida que estudien ZTF J1406+1222 con más telescopios, pero también a medida que descubran potencialmente más representantes de estas viudas negras ópticamente visibles.

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