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Decodifican el extraño patrón de rayos-X de una estrella de neutrones

Decodifican el extraño patrón de rayos-X de una estrella de neutrones


Universo

Los astrónomos detectaron un extraño patrón en las ráfagas de rayos-X que venían de una estrella de neutrones en un sistema a 16,300 años luz de distancia.

El sistema estelar, MAXI J1621−501, apareció por primera vez el 9 de Octubre de 2017 en los datos del Swift/XRT Deep Galactic Plane Survey como un punto raro en el espacio brillando de forma impredecible con rayos-X. Era una señal , escriben los investigadores en un nuevo artículo, de un sistema binario que contenía una estrella normal, y o bien una estrella de neutrones, o bien un agujero negro. Tanto las esterellas de neutrones como los agujeros negros pueden crear patrones de rayos-X impredecibkes cuando absorben materia de sus estrellas compañeras, pero de formas diferente.

Estrella de neutrones con disco de materia Visión artística de una estrella de neutrones y su disco de materia. Crédito : NASA

En los agujeros negros, como Live Science había informado, los rayos-X provienen de la materia acelerándose a velocidades extremas generando una fricción enorme mientras cae en su pozo gravitatorio. En las estrellas de neutrones -cuerpos superdensos de estrellas gigantes que explotaron pero no formaron singularidades al colapsar - los rayos-x vienen de explosiones termonucleares en sus cortezas exteriores. Algo causa que los átomos se fundan en las partes más exteriores de esas extrañas estrellas, liberando enormes cantidades de energía que normalmente sólo se encontrarían en sus profundidades (así como en los núcleos de las poderosas bombas de hidrógeno). Parte de esa energía escapa como luz de rayos-X.

Conforme la materia de una estrella normal se encoge en una estrella de neutrones superpequeña y superpesada, estas explosiones termonucleares crean nubes de hongo lo suficientemente brillantes como para verse con los telescopios de rayos-x. Los autores de este nuevo artículo , publicado el 13 de Agosto en preimpresión en Arxiv, muestran que los fogonazos de rayos-X de MAXI J1621−501 vienen de explosiones termonucleares en la superficie de la estrella de neutrones del duo - y que la luz de esas explosiones termonucleares sigue un patrón que se repite cada 78días apróximadamente.

El origen del patrón no está del todo claro. los científicos han encontrado solo unas 30 luces similares en el espacio que actúen así. Se refieren a este tipo de patrones como "periodos superorbitales". Debido a que el patrón sigue un ciclo que dura mucho más que la órbita de las estrellas binarias la una alrededor de la otra, lo que en el caso de MAXI J1621−501 lleva de 3 a 20 horas.

La mejor explicación para este periodo de 78 días, según los autores, viene de un artículo publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en 1999. Las estrellas de neutrones en sistemas binarios como este, están rodeadas por nubes de material que es succionado regularmente hacia la estrella de neutrones, creando un entorno gaseoso y circulante llamado disco de acreción.

Un modelo simple de los discos de estas nubes sugiere que siempre se alinean una dirección . parecerían los anillos que rodean Saturno si siguieras al planeta por el espacio siguiendo con la mirada el borde de los anillos. En ese modelo no verían cambios en la luz de rayos-X, porque siempre mirarías al mismo punto del disco de acreción entre ti y la estrella de neutrones. El único cambio en la luz vendría de los cambios por las explosiones termonucleares.

Pero la realidad es más complicada. Lo que probablemente pasa, según los autores, es que el disco remolino alrededor de la estrella de neutrones en este sistema binario se bambolea desde la perspectiva de la Tierra, como una peonza. A veces el bamboleo hace que se vea más disco entre la estrella de neutrones y la Tierra, a veces menos. No podemos ver el disco. Pero si el bamboleo sucede y provoca que el disco pase entre nosotros y la estrella cada 78 días, creará el patrón que han observado los astrónomos.

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