El objeto astronómico recién descubierto está justo al borde de dos posibilidades extremas

La astronomía está llena de objetos desconcertantes, y un equipo internacional de investigadores acaba de agregar otro interesante: un objeto denso y compacto que ha sido detectado orbitando un púlsar. Esto en sí mismo no es tan innovador, pero la masa de este objeto es desconcertante. Está en la llamada brecha de masa. Los investigadores están observando la estrella de neutrones más pesada conocida o el agujero negro más ligero.

Cuando estrellas mucho más pesadas que el Sol se convierten en supernovas, pueden formar dos tipos diferentes de objetos. Si no son demasiado grandes, colapsarán formando una estrella de neutrones. Las estrellas de neutrones son objetos estelares formados únicamente por neutrones (las partículas en el centro de un átomo con carga eléctrica cero) y tienen una densidad increíble. Una cucharadita de materia de estrella de neutrones tiene un peso similar al de una montaña.

Las estrellas de neutrones pueden tener varias propiedades. Los púlsares son un tipo de estrella de neutrones que giran rápidamente alrededor de su eje, emitiendo pulsaciones periódicas. Los púlsares de milisegundos, como el objeto de este estudio (llamado PSR J0514-4002E), giran cientos de veces por segundo. Actúan como algunos de los relojes más precisos del universo.

El otro objeto denso que puede crear una supernova es un agujero negro, un objeto tan denso que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Las observaciones y teorías sitúan la estrella de neutrones más pesada posible en 2,2 veces la masa del Sol. Se espera que el agujero negro más ligero tenga alrededor de cinco veces la masa del Sol. En el medio está la brecha de masa, donde se espera que un objeto sea un agujero negro a menos que nos falte algo en la física de las estrellas de neutrones.

La compañera del púlsar en este caso tiene una masa entre 2,09 y 2,71 veces la de nuestro Sol. Podría tratarse de un sistema con un púlsar y un agujero negro; o uno con estrellas de neutrones, una de las cuales está pulsando.

“Cualquier posibilidad es apasionante para la naturaleza del compañero. Un sistema púlsar-agujero negro será un objetivo importante para probar las teorías de la gravedad y una estrella de neutrones pesada proporcionará nuevos conocimientos en física nuclear a densidades muy altas”, dijo en un comunicado el coautor Ben Stappers, de la Universidad de Manchester. declaración.

El púlsar gira (y por lo tanto pulsa) 170 veces por segundo, lo que se ha observado con el radioobservatorio MeerKAT. Al estudiar pequeñas variaciones de esta señal rítmica, los investigadores pudieron estimar las propiedades del sistema. La precisión alcanzada es increíble teniendo en cuenta que estos dos cuerpos celestes se encuentran a 40.000 años luz de distancia.

«Piense en ello como ser capaz de colocar un cronómetro casi perfecto en órbita alrededor de una estrella a casi 40.000 años luz de distancia y luego poder cronometrar esas órbitas con una precisión de microsegundos», añadió Ewan Barr del Instituto Max Planck de Radioastronomía, quien dirigió el estudio. Estudia con su colega Arunima Dutta.

El equipo cree que la compañera no es consecuencia directa de una supernova, sino que originalmente eran dos estrellas de neutrones que se fusionaron en este objeto masivo.

Puede parecer peculiar tener tres estrellas de neutrones en un solo sistema, pero este objeto se encuentra en un cúmulo globular. Se trata de un conjunto esférico de estrellas con una densidad mucho mayor que la de otros lugares de la galaxia, como nuestro vecindario. Es común que muchas estrellas interactúen en los cúmulos globulares. Estas interacciones probablemente condujeron a la formación de un objeto increíble. Y aunque todavía no sabemos exactamente qué es, los investigadores están comprometidos a descubrirlo.

«Aún no hemos terminado con este sistema», concluyó Arunima Dtta. “Descubrir la verdadera naturaleza del compañero [be] un punto de inflexión en nuestra comprensión de las estrellas de neutrones, los agujeros negros y cualquier otra cosa que pueda estar acechando en la brecha de masa de los agujeros negros”.

Un artículo que describe esta investigación se publica en la revista Science.