26/May/09

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Un "eslabón perdido" revela el misterio de las púlsares de rápido giro

Los astrónomos han descubierto un único sistema de doble estrella que representa un "eslabón perdido" en los estados de lo que ellos creen que es el proceso de nacimiento de las estrellas que giran más rápido en el universo: las púlsares de milésima de segundo

"Hemos pensado durante algún tiempo que sabíamos cómo giran estas púlsares con tanta rapidez, y este sistema parece mostrarnos el proceso en acción", dijo Anne Archibald, de la Universidad McGill en Montreal, Canadá.

Las púlsares son estrellas de neutrones superdensas, lo que queda después de que las estrellas masivas han estallado como supernovas. Sus poderosos campos magnéticos generan rayos de luz similares a los de un faro y ondas de radio que barren en redondo mientras la estrella gira. La mayoría gira de unas pocas hasta 10 veces por segundo, disminuyendo la velocidad durante miles de años.

Sin embargo algunas, llamadas púlsares de milésima de segundo, rotan cientos de veces por segundo. Los astrónomos creen que la rotación rápida es causada por una estrella compañera que arroja material en la estrella de neutrones y la hace girar más rápido. El material de la compañera formaría un disco plano y giratorio alrededor de la estrella de neutrones, y durante este período no se verían las ondas de radio características de una púlsar venir del sistema. A medida que la cantidad de materia que cae en la estrella de neutrones disminuye y se detiene, las ondas de radio podrían aparecer y el objeto sería reconocido como una púlsar.

Esta secuencia de eventos es, al parecer, lo que ocurrió con un sistema estelar binario a unos 4.000 años-luz de la Tierra. La púlsar de milésima de segundo en este sistema, llamada J1023, fue descubierto por el telescopio Robert C. Byrd Green Bank (GBT) de la National Science Foundation (NSF) en West Virginia en 2007, en un sondeo llevado a cabo por astrónomos de la West Virginia University y el National Radio Astronomy Observatory (NRAO).

Los astrónomos entonces descubrieron que el objeto había sido detectado por el radiotelescopio Very Large Array (VLA) de la NSF durante un gran sondeo del cielo en 1998, y había sido observado a la luz visible por el Sloan Digital Sky Survey en 1999, revelando ser una estrella similar al Sol.

Cuando fue observado otra vez en 2000, el objeto había cambiado dramáticamente, mostrando pruebas de un disco de material giratorio, llamado disco de acreción, que rodeaba a la estrella de neutrones. En mayo de 2002, la prueba de este disco había desaparecido.

"Este extraño comportamiento desconcertó a astrónomos, y hubo varias teorías diferentes sobre lo que podía ser el objeto", dijo Ingrid Stairs de la University of British Columbia, que ha estado visitando la Telescope National Facility de Australia y la Universidad Swinburne este año.

Las observaciones del GBT en 2007 mostraron que el objeto era una púlsar de milésima de segundo, girando 592 veces por segundo.

"Ninguna otra púlsar de milésima de segundo jamás ha mostrado pruebas de un disco de acreción", dijo Archibald. "Sabemos que otro tipo de sistema estelar binario, llamado binario de rayos-X de baja masa (LMXB), también contiene una estrella de neutrones que gira rápidamente y un disco de acreción, pero no emiten ondas de radio. Hemos pensado que los LMXB están en el proceso de acelerar, probablemente, y que más tarde emitirán ondas de radio como una púlsar. Este objeto parece ser el "eslabón perdido" que conecta los dos tipos de sistemas", explicó.

"Parece que esta cosa cambió de verse como un LMXB a verse como una púlsar, a medida que experimentaba un episodio durante el cual el material robado a la estrella compañera formaba un disco de acreción alrededor de la estrella de neutrones. Después, esa transferencia de masa se detuvo, el disco desapareció y apareció la púlsar", dijo Scott Ransom del NRAO.

Los científicos han estudiado a la J1023 en detalle con el GBT, con el radiotelescopio Westerbork en Países Bajos, con el radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico, y con el radiotelescopio Parkes en Australia. Sus resultados indican que la compañera de la estrella de neutrones tiene menos masa que medio Sol, y gira alrededor de la estrella de neutrones cada 4 horas y 45 minutos.

"Este sistema nos da un "laboratorio cósmico" sin paralelo para estudiar cómo evolucionan las púlsares de milésima de segundo", dijo Stairs. Maura McLaughlin, de la West Virginia University, está de acuerdo: "Las futuros observaciones de este sistema en radio y otras longitudes de onda con seguridad nos dará muchas sorpresas".

Archibald, Ransom, Stairs y McLaughlin son miembros de un equipo científico internacional con representantes de la Universidad de McGill, la University of British Columbia, el NRAO, la West Virginia University, y otros. Los científicos anunciaron su descubrimiento en la edición del 21 de mayo de la revista Science.

El National Radio Astronomy Observatory es una instalación de la National Science Foundation, operado bajo acuerdo cooperativo por Associated Universities, Inc.

Fuente: Science Daily. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard