Potentes explosiones sugieren un eslabón perdido en las estrellas de neutrones

Robert Naeye
nasa.gov
Traducido por Ciencia Kanija
22/02/08

Observaciones del Explorador Sincrónico de rayos-X Rossi de la NASA (RXTE) ha revelado que las estrellas de neutrones pulsantes más jóvenes han sacado su mal humor. La estrella colapsado ocasionalmente desata potentes estallidos de rayos-X, lo cual está forzando a los astrónomos a reevaluar el ciclo de vida de las estrellas de neutrones.

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“Estamos observando un tipo de estrellas de neutrones que literalmente cambian justo ante nuestros ojos. Este es un eslabón buscado desde hace tiempo entre distintos tipos de púlsares”, dice Fotis Gavriil del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la en Greenbelt, Maryland, y la Universidad de Maryland en Baltimore. Gavriil es el autor principal de un artículo que apareció en el ejemplar del 21 de febrero de Sciencexpress.

Una estrella de neutrones se forma cuando una estrella masiva explota como una supernova, dejando tras ella un núcleo ultradenso. La mayoría de las estrellas de neutrones conocidas emiten pulsos regulares que están generados por giros rápidos. Los Astrónomos han encontrado 1800 de estos objetos conocidos como púlsares dentro de nuestra galaxia. Los púlsares tienen unos campos magnéticos increíblemente grandes para los estándares de la Tierra, pero una docena de ellos — de rotación lenta conocidos como magnetares — en realidad derivan su energía de unos campos magnéticos increíblemente grandes, los más fuertes conocidos en el universo. Estos campos pueden tensar la corteza sólida de la estrella sobrepasando el punto de ruptura y disparando terremotos que rompen las líneas de campo magnético, produciendo esporádicas y violentas explosiones de rayos-X.

Pero, ¿cuál es la relación evolutiva entre los púlsares y los magnetares? A los astrónomos le gustaría saber si los magnetares representan una extraña clase de púlsares, o si algunos o todos los púlsares pasan por una fase de magnetar durante su ciclo de vida.

Gavriil y sus colegas han encontrado una pista importante examinando el archivo de datos de RXTE de una joven estrella de neutrones, conocida como PSR J1846-0258 por sus coordenadas celestes en la constelación del Águila. Previamente, los astrónomos habían clasificado a PSR J1846 como un púlsar normal debido a su giro rápido (3,1 veces por segundo) y su espectro similar al de un púlsar. Pero RXTE captó cuatro estallidos de rayos-X similares a los de los magnetares el 31 de mayo de 2006, y otro el 27 de julio de 2006. Aunque ninguno de estos eventos duró más de 0,14 segundos, todos juntos sumando un estallido de al menos 75 000 soles. “Nunca antes se había observado a un pulsar normal producir estallidos de magnetares”, dice Gavriil.

“Los púlsares jóvenes de giro rápido se pensaba que no tenían suficiente energía para generar estallidos tan potentes”, dice la coautora Marjorie Gonzalez, que trabajó en este artículo desde la Universidad McGill en Montreal, Canadá, pero que ahora tiene u sede en la Universidad de British Columbia en Vancouver. “Aquí tenemos un púlsar normal actuando como un magnetar”.

Las observaciones del Observatorio de rayos-X Chandra de la NASA también proporcionaron una información clave. Chandra observó la estrella de neutrones en octubre de 2000 y de nuevo en junio de 2006, alrededor de la época de los estallidos. Chandra mostró que el objeto había brillado en rayos-X, confirmando que los estallidos procedían del púlsar, y que su espectro había cambiado para convertirse en uno más similar a un magnetar.

Los astrónomos saben que PSR J1846 es muy joven por varias razones. Primero, reside dentro de los restos de una supernova conocidos como Kes 75, un indicador de que no había tenido mucho tiempo de abandonar su lugar de nacimiento. Segundo, basándose en la rapidez con la que su giro está frenando, los astrónomos calcularon que no puede tener más de 884 años — un bebé a escalas temporales cósmicas. Se piensa que los magnetares tienen unos 10 000 años, mientras que la mayoría de los púlsares se cree que son considerablemente más viejos.

El hecho de que la razón de giro de PSR J1846 está decelerando relativamente rápido también indica que tiene un potente campo magnético que está frenando la rotación. El campo magnético implicado es billones de veces más potente que el de la Tierra, pero es entre 10 y 100 veces más débil que el de un magnetar típico. La coautora Victoria Kaspi de la Universidad McGill apunta, “el campo magnético real de PSR J1846 podría ser mucho más potente que la cantidad medida, sugiriendo que muchas jóvenes estrellas de neutrones clasificadas como púlsares podrían en realidad ser magnetares disfrazados, y que la verdadera fuerza de su campo magnético sólo se revele a lo largo de miles de año conforme aumentan su actividad”.