Las estrellas enanas bailando explican el misterio astronómico de las señales de radio transitorias de larga duración

Los recientes avances en los radioelescopios han ayudado a los astrónomos a descubrir una especie de zoológico de radio cósmico, desencadenando una carrera para descubrir las causas de estas diferentes señales extrañas. Una nueva clase son los transitorios de radio de larga duración (LPRT), pulsos que se parecen a las salidas de los púlsares disminuyeron cientos o miles de veces. Después del desconcierto inicial, un LPRT, GLEAM-X J0704-37, se rastreó hasta un enano rojo, casi seguro junto con un enano blanco.

Ahora, ha surgido un caso aún más claro, lo que sugiere que muchos LPRT se producen de esta manera. Sin embargo, el Dr. Iris de Ruiter, ahora en la Universidad de Sydney, le dijo a IFLScience que la búsqueda no ha terminado. Todavía no entendemos completamente cómo el par estelar produce la señal, y De Ruiter duda de una subclase de LPRTS puede explicarse de esta manera.

Los púlsares tradicionales, producidos por estrellas de neutrones, producen señales de radio tan regulares que los usamos como relojes, pero disminuyen la velocidad durante milenios, debilitándose como lo hacen. Por lo tanto, se considera imposible que un púlsar produzca una señal con un período de más de unos pocos minutos que sea lo suficientemente potente como para ser detectado.

Eso hizo que el descubrimiento de algo como un pulsar con un período de 18 minutos fuera un rompecabezas, y los descubrimientos más largos aún más misteriosos. Los hallazgos originales se hicieron cerca del plano de la galaxia, la parte más estudiada del cielo. De Ruiter explicó a Iflscience que una combinación de polvo oscuro y muchas estrellas en el campo de visión hacía que la fijación de la fuente fuera casi imposible.

Sin embargo, al revisar los datos de archivo del radiotelescopio de la matriz de baja frecuencia (LOFAR), De Ruiter encontró un pulso de 2015 en la dirección de Ursa Mayor, lejos del avión galáctico, que se llamaba atrapada ILTJ1101+5521. De Ruiter siguió cavando y encontró siete pulsos de ILTJ1101+5521, cada uno de 30 a 90 segundos, lo que indica que tenía un LPRT con un período de 125 minutos.

Las observaciones de seguimiento no lograron encontrar nada en la banda de radio, pero revelaron un enano rojo en el lugar derecho a 1,600 años luz de distancia y moviéndose en una órbita de 125 minutos. La luz del sistema también fue reveladora, que contenía más azul que un enano rojo típico de este tamaño. El equipo atribuye esto a un enano blanco tan cerca del enano rojo, y lo suficientemente débil, no podemos separarlos.

De Ruiter y los coautores concluyen los enanos rojos y blancos se orbitan entre sí, con un período de 125 minutos. De Ruiter le dijo a Iflscience que la pareja estaría bloqueada por la marea, por lo que sus tasas de rotación coinciden con sus órbitas y ambas siempre enfrentan la misma parte de la otra estrella.

«Fue especialmente genial agregar nuevas piezas al rompecabezas», dijo De Ruiter en un comunicado. «Trabajamos con expertos de todo tipo de disciplinas astronómicas. Con diferentes técnicas y observaciones, nos acercamos un poco más a la solución paso a paso».

Una explicación podría ser un sistema con una órbita muy alargada que emite una explosión de estática cada vez que las estrellas se acercan, pero De Ruiter le dijo a Iflscience que esto es muy poco probable. Aunque el equipo no ha podido medir la excentricidad de la órbita con certeza, De Ruiter dijo que «piensan que es muy circular, lo que generalmente es el caso de las estrellas con órbitas tan apretadas». Eso significa que la señal probablemente era continua, pero estaba barriendo el cielo como un faro (o un púlsar ordinario) y solo detectable cuando nos apuntaba.

El documento que informa la observación se escribió antes de la publicación del hallazgo del enano rojo asociado con GLEAM-X J0704-37. De Ruiter le dijo a Iflscience que los dos parecen ser muy similares, aparte de que GLEAM-X J0704-37 es más distante, y sus buscadores no han observado la luz azul que confirmaría su sospecha de un compañero enano blanco.

En cuanto a por qué los intentos de recuperar la señal han fallado, De Ruiter dijo que hay muchas explicaciones posibles. «Solo se detectó con Lofar, por lo que podría ser que la emisión solo sea brillante en frecuencias de radio muy bajas», dijo el investigador a IFLSCience. Sin embargo, De Ruiter reconoció que el equipo siguió con Lofar y no vio nada. «Otros LPRT son bastante erráticos», señaló.

Para entender por qué, necesitamos saber cómo la interacción de los enanos rojos y blancos produce emisiones de radio tan poderosas, pero solo raramente. Las señales de radio de Red Dwarfs son órdenes de magnitud más débiles que esta, lo que hace que un candidato poco probable. Los autores escriben: «Concluimos que la emisión de radio se origina en el enano blanco o la interacción entre el enano blanco y el enano M». Sospechan que el campo magnético del enano blanco se ha sincronizado con la órbita mutua, pero reconoce «[t]Se desconoce el mecanismo exacto que produce la emisión de radio «.

Naturalmente, el equipo espera hacer observaciones de seguimiento de ILTJ1101+5521 a muchas longitudes de onda, pero también están interesadas en encontrar más ejemplos. De Ruiter le dijo a IFLScience: “Inicialmente se pensaba que LPRTS tenía algo que ver con las estrellas de neutrones, que se encuentran principalmente en el plano galáctico. Los enanos blancos se distribuyen de manera más uniforme, por lo que podemos ajustar la estrategia de búsqueda «.

De Ruiter también le dijo a IFLScience: «Algunos LPRT tienen períodos de solo 18 minutos. Ese es un período orbital muy corto, por lo que es probable que haya dos tipos». El investigador piensa que lo que podría llamarse transitorios de radio de período medio probablemente implican estrellas de neutrones, pero los detalles siguen siendo desconocidos.

El estudio se publica en Nature Astronomy.