17/May/08

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Un púlsar misterioso

Un estudio que se está realizando con el radiotelescopio Arecibo en Puerto Rico descubrió un raro púlsar de rápida rotación, con una misteriosa órbita elongada

Una comparación de las órbitas de J1903+0327 y de su posible compañero. Ampliar.

El descubrimiento desafía las opiniones actuales sobre la formación de binarias pulsantes y da a los científicos una oportunidad de entender las propiedades fundamentales de la materia muy densa.

Al finalizar la vida de una estrella masiva, el núcleo colapsa, las capas exteriores son eyectadas como supernova y el núcleo puede quedar como un agujero negro o una estrella de neutrones.

La gravedad de una estrella de neutrones es miles de millones de veces la de la Tierra y el campo magnético es aún más poderoso. Además, por conservación del momento angular, puede rotar rápidamente. Muy rápidamente. La combinación de la rápida rotación y un poderoso campo magnético genera un haz de radiación que desde la Tierra es visto como si fuera un pulso cada vez que el haz apunta hacia nosotros. Es lo que se conoce como púlsar.

Si un objeto así orbita cerca de una estrella, su gravedad puede quitarle materia a la compañera y añadirle rotación al púlsar, acelerándolo. Hablamos de rotaciones de milisegundos o sea la milésima parte de un segundo o 10^-3. Son los MSP, Púlsares de milisegundo, que son encontrados siempre con otra estrella.

El par de objetos recientemente hallado es peculiar en varias formas, según dice Jim Cordes, profesor en Cornell y uno de los autores del artículo que se publica en Science Express.

El púlsar, JI903+0327, rota una vez cada 2,15 milisegundos, convirtiéndolo en uno de los más rápidos entre los púlsares conocidos. Se trata de un púlsar catalogado como MSP (púlsar de milisegundo) por tratarse de un objeto que rota una vez cada 10 milisegundos o más rápido.

Según Cordes, los MSP encontrados en sistemas binarios orbitan en apretados y precisos círculos. Pero el sistema JI903+0327, en cambio, lo hace en forma altamente excéntrica.

"Estos son [usualmente] los círculos más perfectos en el Universo. Cuando nos topamos un objeto que tiene una alta excentricidad, realmente sobresale. No conocemos otro MSP como éste".

La compañera estelar también es anormal: aparentemente, es una estrella de la secuencia principal (similar al Sol) en vez de una enana blanca o una estrella de neutrones.

De acuerdo a las situaciones convencionales para la evolución de binarias pulsantes, los púlsares con rotación más lenta están aislados o, si están en un sistema binario, probablemente hayan sido llevados a una órbita excéntrica por la explosión de una supernova que creó el púlsar. Los MSP más rápidos, por otro lado, orbitan en círculos casi perfectos.

Tomados juntos, el nuevo púlsar de rápida rotación, órbita excéntrica y una inusual compañera, requiere una explicación alternativa, posiblemente la interacción de un tercer objeto o la reciente eyección de un cúmulo globular.

"En un cúmulo globular se tienen todas estas otras cosas al mismo tiempo: colisiones y otras interacciones que proveen numerosos caminos de formación", explica Cordes.

Los científicos están considerando tres posibilidades. La primera, que el púlsar simplemente nació rotando rápidamente, lo que no parece probable. Otra opción, dicen, es que el púlsar se formó en un cúmulo globular, donde tenía una compañera que aceleró su rotación. Luego, un encuentro cercano con otra estrella expulsó al objeto del cúmulo. Por varias razones, incluyendo que no ven un cúmulo cercano del que podría haber venido, no creen en esta alternativa.

Una tercera situación implica que el púlsar podría ser parte de un sistema triple, no doble. En ese caso, el púlsar orbita una estrella de neutrones o una enana blanca, y no una estrella como el Sol vista en las imágenes infrarrojas. La estrella como el Sol estaría en una órbita más distante alrededor del púlsar y su cercana compañera.

"Hemos encontrado unos 50 púlsares en sistemas binarios. Quizás ahora encontramos el primero en un sistema estelar triple", dice Scott Ransom de NRAO.

El equipo internacional está muy ocupado tratando de obtener respuestas. Realizarán más estudios para confirmar que la compañera sea de la secuencia principal. Realizarán observaciones adicionales de radio de la órbita del púlsar y tratarán de medir su movimiento en el espacio.

El púlsar, además, es masivo: 1,74 masas solares, lo que puede ayudar a los astrofísicos a entender mejor cómo se comporta la materia en extremas condiciones.

Los astrónomos detectaron JI903+0327 en octubre de 2005 como parte del sondeo Pulsar Alfa, o PALFA, en Arecibo. Otras observaciones del púlsar y su compañera usaron además el Telescopio Robert C. Byrd de Green Bank, el radiotelescopio Westerbork y Gemini Norte en Hawai.

Fuente: Astro-Web. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard