12/Dic/05

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Misterio: estallidos en estrellas de neutrones

Los astrónomos se han ido acostumbrando al comportamiento exótico y extremo de las estrellas de neutrones. Pero ni los sueños más febriles de los más imaginativos teóricos pudieron anticipar el reciente descubrimiento.

(Sky & Telescope) - En un artículo que se publicará en la revista Nature, un equipo internacional ha anunciado que una enorme cantidad de estos remanentes estelares ultradensos emite explosiones de ondas de radio esporádicas aunque extraordinariamente potentes.

Estas explosiones duran apenas unas fracciones de segundo, pero durante ese efímero intervalo son una de las fuentes de radio más brillantes del cielo, e incluso sobrepasan al Sol.

El descubrimiento ha enviado a los teóricos de regreso a su mesa de cálculos a intentar determinar, por medio de los cálculos, qué podría causar estos estallidos, y tal vez más importante, dónde se debe ubicar a estos objetos en la secuencia evolutiva de las estrellas de neutrones. "En la actualidad las respuestas están lejos de ser claras", concede a Robert C. Duncan (de la Universidad de Texas en Austin, EEUU), un importante teórico en el estudio de las estrellas de neutrones.

Las estrellas de neutrones que emiten estallidos fueron descubiertas por un equipo internacional de radioastrónomos dirigidos por Maura A. McLaughlin (Universidad de Manchester, Inglaterra). Su grupo estudia los datos registrados por el radiotelescopio de radio Parkes de 64 metros, ubicado en Australia, desde 1998 a 2002. El equipo busca púlsares, estrellas de neutrones que mientras giran emiten pulsos de ondas de radio regulares, periódicos. Además de encontrar cantidad de púlsares, el algoritmo de la computadora del equipo identificó 11 fuentes de radio que emiten estallidos que llegan desde varias direcciones cercanas al plano galáctico. El equipo pasó los tres siguientes años observando el cielo en las coordenadas de estos objetos para confirmar el descubrimiento y para definir sus características.

En promedio, estos objetos que emiten estallidos no son visibles más que unos 0,1 a 1 segundo por día, lo que explica por qué no fueron descubiertos antes. Las explosiones tienen una duración de entre 2 y 30 milisegundos, con intervalos entre explosiones que se extienden desde los 4 minutos a 3 horas. Los astrónomos que las percibieron antes pudieron haber interpretado este tipo de señales como interferencias de radio.

El grupo encontró periodicidad en 10 de las 11 fuentes, que son de entre 0,4 y 7 segundos. Esta regularidad sugiere con mucha fuerza (aunque no prueba) que los estallidos de radio provienen de estrellas de neutrones en rotación. El equipo de McLaughlin ha nombrado interinamente a estos objetos RRATs (contracción del inglés Rotating RAdio Transients, o Momentáneas de Radio en Rotación).

Durante el estallido, las RRATs son la fuente de radio más potente que se haya observado jamás, a excepción de los gigantescos pulsos de radio que se han detectado llegando desde el púlsar de la Nebula del Cangrejo y de otro pulsar llamado B1937+21. Dada la brevedad de las duraciones, es probable que los objetos que emiten estos estallidos de radio lo hagan en angostos haces conectados con áreas pequeñas en las superficies de las estrellas, o en sus magnetósferas. De todos modos, la causa exacta de las explosiones sigue siendo desconocida.

Dada su naturaleza momentánea, las RRATs son muy difíciles de estudiar, lo que signfica que los astrónomos deben basarse en poco menos que especulaciones hasta que dispongan de más información. Algunas de loa RRATs tiene propiedades de rotación que recuerdan las de una clase de estrellas de neutrones magnetizadas conocidas como magnetares. Las observaciones indican que algunas de los RRATs muy magnetizados tienen unas pocas decenas de miles de años de antigüedad.

Pero otras dos RRATs tienen características de rotación que sugieren que son púlsares ordinarios de edad mediana. Esto indica, a su vez, que las RRATs poseen una variedad amplia de propiedades.

Conociendo la cobertura espacial de los datos del radiotelescopio Parkes, y la naturaleza efemeral de las fuentes, McLaughlin y sus colegas estiman que podrían haber alrededor de 400.000 RRATs en la Vía Láctea, lo que significa que sobrepasarían en cantidad a las púlsares de radio familiares en una relación de alrededor de 4 a 1.

La existencia de tantas RRATs puede ayudar a explicar el misterio sostenido de larga data sobre por qué, relativamente, hay tan pocos restos de supernova asociados con estrellas de neutrones. Las estrellas de neutrones son creadas en las explosiones, pero a diferencia de la famosa Nebulosa del Cangrejo, por ejemplo, en más de la mitad de los restos de supernovas conocidas no se observan púlsares. "No encuentro tan raro pensar que la mayoría de las estrellas de neutrones nacen de una manera diferente a la del púlsar de la Nebulosa del Cangrejo, y son esos objetos los que pueden ser parte de la población relacionada con las RRATs", dijo David Helfand (Universidad de Columbia), un importante observador de estrellas de neutrones.

En las próximas décadas los astrónomos deberán aprender mucho más sobre las RRATs, mientras se construyen nuevos conjuntos de radiotelescopios de campo amplio, como el Square Kilometer Array (SKA). El SKA podría descubrir decenas de miles de RRATs.

Además de encontrar muchas más RRATs, estos telescopios podrían descubrir, también, nuevas clases de objetos radioemisores. "El cielo de transitorios de radio está relativamente inexplorado", dijo Joseph Lazio (Laboratorio de Investigación Naval, EEUU), que descubrió junto a otro astrónomo un brillante objeto que emite estallidos de radio cerca del centro galáctico, hallazgo que fue anunciado este año. La naturaleza de esa fuente todavía no se ha podido explicar.

Aportado por Eduardo J. Carletti