27/Jul/06

Revista Axxón Axxón en facebook Lectores de Axxón en facebook

Las viejas púlsares todavía tienen nuevos trucos para enseñar

(ESA) - La gran sensibilidad del observatorio de rayos X XMM-Newton de la ESA nos ha permitido saber que es necesario revisar la teoría más aceptada sobre cómo generan los rayos X los cadáveres estelares conocidos como púlsares.

En particular, que la energía necesaria para generar las zonas calientes de un millón de grados que se observan en las estrellas de neutrones puede provenir principalmente de dentro de la púlsar, y no de su exterior.

Los astrónomos de Cambridge Jocelyn Bell-Burnell y Anthony Hewish descubrieron las púlsares hace 39 años. Estos objetos celestiales son los núcleos en rotación y fuertemente magnetizados de las estrellas muertas, de apenas 20 kilómetros de diámetro pero que contienen aproximadamente 1,4 veces la masa del Sol. Aún hoy tienen perplejos a los astrónomos de todo el mundo.

"La teoría de cómo emiten su radiación las púlsares está aún en su infancia, aún después de casi cuarenta años de trabajo", dice Werner Becker, del Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre (Max-Planck Institut für extraterrestrische Physik), ubicado en Garching, Alemania. Hay muchos modelos pero ninguna teoría aceptada.

Ahora, gracias a las nuevas observaciones, Becker y sus colegas del XMM-Newton podrían haber encontrado una pieza crucial del rompecabezas, que ayudará a los teóricos a explicar por qué las estrellas de neutrones que se están enfriando tienen áreas calientes en sus regiones polares.

Las estrellas de neutrones se forman a temperaturas de más de mil millones de grados (10⁹ K) durante el colapso de estrellas masivas. En cuanto se forman comienzan a enfriarse. La manera en que se enfrían tiene que depender de las características físicas de la materia superdensa de su interior.

Las observaciones con satélites anteriores de rayos X han mostrado que los rayos X que provienen de las estrellas de neutrones surgen de tres regiones de la púlsar. En primer lugar, toda la superficie está tan caliente que emite rayos X. En segundo lugar, hay partículas cargadas en el entorno magnético del pulsar que también emiten rayos X cuando se mueven hacia el exterior, a lo largo de las líneas de campo magnético. En tercer lugar, algo crucial para esta investigación reciente, las púlsares más jóvenes muestran zonas calientes de rayos X en sus polos.

Hasta el momento, los astrónomos creían que las zonas calientes eran producidas al chocar las partículas cargadas con la superficie de la púlsar en los polos. Sin embargo, los resultados más recientes del XMM-Newton han puesto en duda este punto de vista.

El telescopio Newton de rayos X tomó vistas detalladas de la emisión de rayos X de cinco púlsares de varios millones de años de antigüedad. "Ningún otro satélite de rayos X puede hacer este trabajo. Sólo el XMM-Newton es capaz de observar estos detalles de la emisión de rayos X", dice Becker.

Él y sus colaboradores no encontraron ninguna evidencia de una emisión desde la superficie, ni de zonas calientes polares, "aunque sí vieron la emisión de rayos X de las partículas surgentes", explicó Becker.

La falta de emisión de superficie no es ninguna sorpresa. En los varios millones de años desde su nacimiento estas púlsares se han enfriado de los mil millones de grados a mucho menos de 500 000 grados centígrados, lo que significa que se ha desvanecido su emisión de rayos X desde la superficie.

Sin embargo, la falta de zonas calientes en las viejas púlsares es una gran sorpresa, y demuestra que el calentamiento de las regiones polares de superficie por el bombardeo de partículas no es bastante eficiente como para producir un componente térmico significativo de rayos X. "En el caso de la púlsar PSR B1929+10, de tres millones de años de antigüedad, el aporte las regiones polares calentadas es de menos del siete por ciento del flujo detectado total de rayos X", dice Becker.

Parecería que la convencional no es la única manera de ver el problema. Una teoría alternativa es que el calor atrapado en la púlsar desde su nacimiento es dirigido a los polos por el campo magnético intenso del interior de la púlsar. Esto es porque el calor es transportado por electrones, que tienen carga eléctrica, de modo que son dirigidos por los campos magnéticos.

Esto significaría que las zonas calientes polares en las púlsares más jóvenes serían producidas predominantemente por el calor interno de la púlsar, más que por la colisión de partículas en su exterior. Por lo tanto se va desvaneciendo de la vsta de la misma forma que la emisión amplia superficial.

"Esta forma de ver las cosas está bajo discusión pero es respaldada por las nuevas observaciones del XMM-Newton", dice Becker.

A casi cuarenta años desde su descubrimiento, parece que las viejas púlsares todavía tienen nuevos trucos para mostrarles a los astrónomos.

Aportado por Eduardo J. Carletti