Los púlsares evolucionan y pueden volver a su estado original

Los púlsares evolucionan y pueden volver a su estado original
Los púlsares representan una de las últimas fases de la vida que puede experimentar una estrella. Sin embargo, durante esta fase de vejez los púlsares también están sujetos a su propia evolución, según acaba de demostrar una investigación liderada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Sus observaciones, publicadas hoy en la revista Nature, han registrado la metamorfosis de una de estas estrellas de neutrones desde radio púlsar a púlsar de rayos X y, nuevamente, a radio púlsar. Este último cambio tuvo lugar en aproximadamente dos semanas.

Se trata de la estrella de neutrones IGR J18245-2452, situada a 18.000 años luz de la Tierra, en la constelación de Sagitario. En abril de 2013, el equipo de investigación observó que este objeto se comportaba como un púlsar de rayos X y, al compararlo con los catálogos estelares, descubrió que dicho púlsar había sido previamente caracterizado como un radio púlsar. No obstante, poco más de dos semanas después, el objeto volvía a comportarse según su clasificación original al volver a emitir ondas de radio.

El investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio Alessandro Papitto, que ha dirigido la investigación, afirma que esta es la primera vez que se observa a un mismo púlsar experimentar dos fases distintas de emisión” y, por tanto, supone el hallazgo “del eslabón perdido de las estrellas de neutrones”.

Actualmente, la mayoría de los púlsares se clasifican en dos grupos en función de su comportamiento y del tipo de radiación periódica que emiten, la cual puede ser de radio o de rayos X.

Los púlsares de rayos X pertenecen a sistemas binarios en los que la estrella que les acompaña vierte materia sobre ellos, lo que acelera su periodo de rotación y provoca su emisión de rayos X. Por su parte, los radio púlsares emiten radiación, debido a la rotación de su campo magnético.

Papitto explica que “al principio de la década de los años ochenta se descubrió el primer radio púlsar con un periodo de rotación de milisegundos”. Se trataba de la velocidad de rotación más alta observable en la superficie de una estrella.

El investigador del CSIC cuenta que “este descubrimiento dio lugar a la incógnita de cómo esos objetos podían alcanzar dichos periodos de rotación tan veloces, dado que en ellos siempre se había observado una tendencia a la deceleración”. Se propuso entonces que tales púlsares hubieran sido acelerados por la caída de materia durante una fase previa como púlsares de rayos X, y que se tratase, por tanto, de un proceso evolutivo.

No fue hasta hace menos de 15 años cuando se hallaron, también, los primeros púlsares de rayos X con periodo de unos milisegundos. Este hecho concordaba con la hipótesis propuesta pero, “hasta ahora, ninguno había presentado ambas fases”, añade el investigador del CSIC.

Dicha incógnita ha sido resuelta gracias a este púlsar metamórfico. Para Papitto también resulta “muy significativo que se haya demostrado que la transición entre ambas fases del púlsar no ocurra únicamente una vez a lo largo de miles de millones de años”. Al contrario, su trabajo demuestra que “existe una fase intermedia en el que los púlsares pueden cambiar de un estado a otro en repetidas ocasiones y en escalas de tiempo muchísimo más cortas de lo que se creía hasta ahora”.

CSIC

Los púlsares evolucionan y pueden volver a su estado original

Los púlsares evolucionan y pueden volver a su estado original
Los púlsares representan una de las últimas fases de la vida que puede experimentar una estrella. Sin embargo, durante esta fase de vejez los púlsares también están sujetos a su propia evolución, según acaba de demostrar una investigación liderada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Sus observaciones, publicadas hoy en la revista Nature, han registrado la metamorfosis de una de estas estrellas de neutrones desde radio púlsar a púlsar de rayos X y, nuevamente, a radio púlsar. Este último cambio tuvo lugar en aproximadamente dos semanas.

Se trata de la estrella de neutrones IGR J18245-2452, situada a 18.000 años luz de la Tierra, en la constelación de Sagitario. En abril de 2013, el equipo de investigación observó que este objeto se comportaba como un púlsar de rayos X y, al compararlo con los catálogos estelares, descubrió que dicho púlsar había sido previamente caracterizado como un radio púlsar. No obstante, poco más de dos semanas después, el objeto volvía a comportarse según su clasificación original al volver a emitir ondas de radio.

El investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio Alessandro Papitto, que ha dirigido la investigación, afirma que esta es la primera vez que se observa a un mismo púlsar experimentar dos fases distintas de emisión” y, por tanto, supone el hallazgo “del eslabón perdido de las estrellas de neutrones”.

Actualmente, la mayoría de los púlsares se clasifican en dos grupos en función de su comportamiento y del tipo de radiación periódica que emiten, la cual puede ser de radio o de rayos X.

Los púlsares de rayos X pertenecen a sistemas binarios en los que la estrella que les acompaña vierte materia sobre ellos, lo que acelera su periodo de rotación y provoca su emisión de rayos X. Por su parte, los radio púlsares emiten radiación, debido a la rotación de su campo magnético.

Papitto explica que “al principio de la década de los años ochenta se descubrió el primer radio púlsar con un periodo de rotación de milisegundos”. Se trataba de la velocidad de rotación más alta observable en la superficie de una estrella.

El investigador del CSIC cuenta que “este descubrimiento dio lugar a la incógnita de cómo esos objetos podían alcanzar dichos periodos de rotación tan veloces, dado que en ellos siempre se había observado una tendencia a la deceleración”. Se propuso entonces que tales púlsares hubieran sido acelerados por la caída de materia durante una fase previa como púlsares de rayos X, y que se tratase, por tanto, de un proceso evolutivo.

No fue hasta hace menos de 15 años cuando se hallaron, también, los primeros púlsares de rayos X con periodo de unos milisegundos. Este hecho concordaba con la hipótesis propuesta pero, “hasta ahora, ninguno había presentado ambas fases”, añade el investigador del CSIC.

Dicha incógnita ha sido resuelta gracias a este púlsar metamórfico. Para Papitto también resulta “muy significativo que se haya demostrado que la transición entre ambas fases del púlsar no ocurra únicamente una vez a lo largo de miles de millones de años”. Al contrario, su trabajo demuestra que “existe una fase intermedia en el que los púlsares pueden cambiar de un estado a otro en repetidas ocasiones y en escalas de tiempo muchísimo más cortas de lo que se creía hasta ahora”.

CSIC

Una curiosa estrella muerta presenta uno de los campos magnéticos más intensos del universo

Una curiosa estrella muerta presenta uno de los campos magnéticos más intensos del universo
Gracias al telescopio espacial XMM-Newton, de la ESA, un equipo de científicos ha descubierto que una curiosa estrella muerta presenta uno de los campos magnéticos más intensos del universo, a pesar de que todos los indicios parecían indicar que su magnetismo era inusualmente débil.

Este objeto, conocido como SGC 0418+5729 (o SGR 0418, de forma abreviada), es un magnetar, un tipo de estrella de neutrones.

Una estrella de neutrones es el núcleo muerto de una estrella masiva que terminó colapsando sobre sí misma tras agotar todo su combustible y explotar como supernova. Son objetos extraordinariamente densos, acumulando una masa mayor que la de nuestro Sol en una esfera de apenas 20 kilómetros de diámetro– el tamaño de una ciudad.

Un pequeño porcentaje de las estrellas de neutrones se transforman en magnetares, objetos con un intenso campo magnético. Como referencia, pueden presentar un magnetismo miles de millones o billones de veces más intenso que el generado por las máquinas de resonancia magnética de los hospitales. Estos campos magnéticos provocan que los magnetares emitan de forma esporádica potentes explosiones de radiación de alta energía.

SGR 0418 se encuentra en nuestra galaxia, a unos 6.500 años luz de la Tierra. Fue detectado por primera vez en junio de 2009 por los telescopios espaciales Fermi (NASA) y Koronas-Photon (Roscosmos), cuando se iluminó de repente en las bandas de los rayos X y de los rayos gamma. Desde ese momento se ha estado estudiando con toda una flota de observatorios, entre los que se encuentra el telescopio espacial XMM-Newton de la ESA.

"Hasta hace poco, todo parecía indicar que este magnetar tenía uno de los campos magnéticos más débiles jamás registrados, de apenas 6 x 1012 Gauss, unas 100 veces menos intenso que el de un magnetar típico”, explica Andrea Tiengo, del Instituto Universitario de Estudios Superiores de Pavía, Italia, autor principal del artículo que presenta estos resultados en Nature.

“Comprender estos resultados fue todo un reto. Sospechábamos que SGR 0418 ocultaba un campo magnético mucho más intenso, fuera del alcance de las técnicas de análisis habituales”.

Los magnetares giran más lento que las estrellas de neutrones convencionales, pero también son capaces de completar una revolución cada pocos segundos. La forma habitual de medir el campo magnético de un magnetar es determinar a qué velocidad se está frenando esta rotación. Basándose en los datos recogidos a lo largo de tres años, los astrónomos llegaron a la conclusión de que el campo magnético de SGR 0418 era extremadamente débil.

El equipo de Andrea Tiengo desarrolló una nueva técnica capaz de analizar este campo magnético con un nivel de detalle sin precedentes, basada en el estudio de las variaciones en el espectro de rayos X del magnetar sobre una escala temporal extremadamente corta. Esta técnica ha desvelado que SGR 0418 es en realidad un monstruo magnético.

“Nuestras observaciones sugieren que este magnetar tiene un campo magnético muy fuerte y retorcido, que alcanza los 1015 Gauss en ciertas regiones de su superficie, de apenas unos pocos cientos de metros de diámetro”, aclara Andrea.

“El campo magnético global puede parecer débil, como sugerían las primeras observaciones, pero ahora somos capaces de estudiar la sub-estructura del campo magnético en la superficie del magnetar y hemos descubierto que es extremadamente intenso”.

Este fenómeno es similar al que podemos observar en nuestro Sol, que presenta campos magnéticos localizados anclados en las manchas solares. Cuando la configuración de estos campos varía, pueden colapsar produciendo una erupción solar, o en el caso de SGR 0418, una explosión de rayos X.

“Los datos espectrales recogidos por XMM-Newton, combinados con una nueva técnica de análisis, nos han permitido realizar el primer estudio detallado del campo magnético de un magnetar, confirmando que es uno de los más intensos del universo conocido”, añade Norbert Schartel, Científico del Proyecto XMM-Newton para la ESA.

“Ahora disponemos de una nueva herramienta que nos permitirá estudiar el campo magnético de otros magnetares y perfeccionar nuestros modelos de estos exóticos objetos”.

ESA

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