Ciencia

Se han medido por primera vez las velocidades del chorro de una estrella de neutrones

Los astrónomos han encontrado una manera de medir los chorros producidos por una estrella de neutrones en acreción. Se espera que una vez que se haya realizado una gran muestra de tales mediciones sea posible responder una pregunta que ha inquietado a los astrónomos desde que se descubrieron los chorros: ¿qué es lo que acelera estos chorros de manera tan espectacular? Según una teoría, se trata de campos magnéticos alrededor de la estrella; otro sugiere que es la propia estrella.

Muchos agujeros negros, en particular los agujeros negros supermasivos (SMBH) en el corazón de las galaxias, aceleran chorros de material a velocidades asombrosas. Es menos conocido que algunas estrellas de neutrones hacen lo mismo. El Dr. Tom Russell del Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica dijo a IFLScience que incluso las enanas blancas ocasionalmente producen chorros.

Los chorros son producto de la acreción de estrellas de neutrones, aquellas que gradualmente atraen más material hacia ellas, por ejemplo de una estrella compañera que está siendo desmembrada por su gravedad más poderosa. Sólo una pequeña minoría de estrellas de neutrones hace esto, pero eso todavía significa decenas de miles sólo en la Vía Láctea.

El material del disco de acreción gira lentamente en espiral hacia adentro hasta caer sobre la estrella de neutrones. «Ese es un proceso muy estable y constante», dijo Russell a IFLScience. Sin embargo, una vez que golpea la estrella, se acumula hasta alcanzar una densidad crítica y sufre un estallido termonuclear, acompañado de rayos gamma y X. La frecuencia con la que esto sucede depende de la tasa de acreción y posiblemente de otros factores relacionados con la estrella, pero en el caso de 4U 1728-34 estas explosiones ocurren cada pocas horas.

Russell forma parte de un equipo que se dio cuenta de que, utilizando una combinación de telescopios que operaban a diferentes longitudes de onda, podían utilizar estas ráfagas para medir las velocidades de los chorros. «La explosión nos dice cuándo se lanzaron los aviones mejorados, y simplemente los cronometramos a medida que se mueven río abajo, tal como cronometraríamos a un velocista de 100 metros a medida que se mueve entre los bloques de salida y la línea de meta», dijo el profesor James Miller-Jones del Dijo en un comunicado el nodo del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía de la Universidad de Curtin.

Calcular la velocidad requiere conocer tanto la distancia como el tiempo. Russell explicó a IFLScience que la frecuencia a la que irradia el chorro cambia con la distancia a la estrella. «A través de algunos estudios previos sobre agujeros negros y estrellas de neutrones y la teoría, podemos calcular la distancia que se relaciona con una frecuencia particular», dijo.

En conjunto, el equipo obtuvo un 38 por ciento de la velocidad de la luz (114.000 kilómetros o 70.836 millas por segundo) para 4U 1728-34. Esto es insignificante en comparación con los agujeros negros, cuyos chorros se cree que superan el 99 por ciento de la velocidad de la luz. Dada la velocidad de escape mucho menor de una estrella de neutrones, la diferencia no es sorprendente.

El hallazgo más importante debería llegar una vez que el trabajo se extienda a más estrellas. «Si la estrella misma es responsable, deberíamos ver una relación directa entre la velocidad de un chorro y el giro de una estrella de neutrones», dijo Russell. Los giros de las estrellas de neutrones son mucho más fáciles de medir que los de los agujeros negros, lo que facilita la comparación. Si no se encuentra la relación, los campos magnéticos probablemente sean los responsables.

«Lo mejor de este trabajo es que es muy reproducible», dijo Russell. «Necesitamos dos telescopios que observen una estrella de neutrones al mismo tiempo, pero no confiamos en un montón de teorías para obtener el resultado».

En este caso, esos dos telescopios eran el telescopio espacial de rayos gamma Integral y el Australian Telescope Compact Array, un conjunto de seis antenas parabólicas que pueden funcionar juntas. Se requirieron muchas horas de tiempo en cada uno para obtener los resultados, pero esto puede disminuir a medida que crece la experiencia.

Un trabajo como este requiere combinar telescopios en los extremos opuestos del espectro electromagnético, con uno de los representados por el Australian Telescope Compact Array, que se muestra aquí.

Crédito de la imagen: Alex Cherney.

Los chorros producidos por SMBH pueden dar forma al desarrollo de una galaxia, por lo que comprenderlos es aún más crucial.

«A pesar de [black holes and neutron stars] «Al tener características físicas profundamente diferentes, es decir, un horizonte de sucesos frente a una superficie estelar, se han identificado muy pocas diferencias entre los chorros emitidos, más allá de que los chorros parecen ser generalmente más luminosos en sistemas de agujeros negros con luminosidades de rayos X similares», afirman los autores. Tenga en cuenta que las lecciones aprendidas aquí pueden tener aplicaciones más amplias.

El estudio se publica en Nature.

Facebook Comments Box

Publicaciones relacionadas

Botón volver arriba