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Un fenómeno poco común, un nuevo instrumento, y una reveladora visión que nos llega de las profundidades de la Vía Láctea.

Una estrella de neutrones a mitad de camino del centro la Vía Láctea está lista para su final. Una rara y masiva explosión en esta estrella iluminó la región y permitió a los científicos observar detalles nunca vistos antes, llevándolos virtualmente al punto de la acción que ocurre a unos pocos kilómetros sobre la superficie de la estrella.

Arriba: Una concepción artística muestra la rara explosión de una estrella de neutrones, que es el núcleo muerto de una estrella masiva.
Crédito: NASA/Dana Berry

Científicos de la NASA y del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica (CITA) reportan sus hallazgos en el número actual de Astrophysical Journal Letters. La acción fue capturada segundo a segundo, como en una película, a través de un proceso llamado espectroscopía con el Explorador Temporizador Rossi de Rayos-X de la NASA.
Una estrella de neutrones es el denso remanente del núcleo de una estrella que explotó, y que tenía una masa de por lo menos ocho soles. La estrella de neutrones contiene aproximadamente la masa del Sol compactada en una esfera de sólo unos 16 kilómetros de diámetro.
A menudo, las estrellas de neutrones forman parte de un sistema binario (de dos estrellas). Algo de gas de su cercana compañera puede trasladarse hacia la estrella neutrónica, atraído por su fuerte gravedad. El gas se mueve en forma de espiral en su dirección como el agua que sale por un desagüe, formando lo que los científicos llaman un disco de acreción.
“Ésta es la primera vez que hemos sido capaces de observar las regiones interiores de un disco de acreción, en este caso literalmente a unos pocos kilómetros de la superficie de la estrella de neutrones, y ver cómo cambia su estructura en tiempo real”, dijo el Dr. David Ballantyne de CITA en la Universidad de Toronto. Los discos de acreción son conocidos por fluir alrededor de muchos objetos en el universo, desde nuevas estrellas en formación hasta los gigantescos agujeros negros de los distantes quásares. Los detalles de cómo fluyen tales discos podían hasta ahora solamente ser inferidos.

Arriba: Concepción artística de la superficie de la estrella de neutrones antes de la explosión.
Crédito: NASA/Dana Berry

En condiciones normales, los discos de acreción aparecen como muy diminutos como para resolverlos aún con los más poderosos telescopios. La explosión ocurrió en una estrella neutrónica llamada 4U 1820-30, a 25.000 años luz de la Tierra. Emitió más energía en tres horas de la que emite el Sol en 100 años. La región fue iluminada de tal manera, que los científicos pudieron ver detalles tan delicados como la forma en que se combaba el disco de acreción a causa de la explosión, y cómo después recuperaba lentamente su forma original, luego de unos 1.000 segundos.
Tales explosiones son el resultado de la acreción. A medida que la materia proveniente de la estrella compañera choca con la estrella de neutrones, va formando una capa de 10 a 100 metros de espesor compuesta principalmente de helio. La fusión del helio en carbono y otros elementos más pesados libera enormes cantidades de energía y genera una fuerte explosión de rayos-X, mucho más energéticos que la luz visible. Tales explosiones ocurren varias veces al día, y duran unos 10 segundos.
Ballantyne y su colega, el Dr. Tod Strohmayer del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, observaron una “súper-explosión”. Estas son mucho más raras que las ordinarias generadas por helio, y liberan 1.000 veces más energía. Los científicos dicen que las súper-explosiones son causadas por una acumulación de ceniza atómica en forma de carbono proveniente de la fusión del helio. El pensamiento actual sugiere que toma varios años para que la “ceniza de carbono” se acumule lo suficiente como para comenzar su propia fusión.

Arriba: Una concepción artística muestra cómo podría lucir la superficie durante la explosión.
Crédito: NASA/Dana Berry

La súper-explosión fue tan brillante y prolongada, que actúo como un foco dirigido a la parte más interior del disco de acreción. Los rayos-X de la explosión iluminaron los átomos de hierro en el disco, provocando un proceso llamado fluorescencia. El Explorador Rossi capturó la firma característica de la fluorescencia del hierro, su espectro. Esto, a su vez, proporcionó información acerca de la temperatura del hierro, su velocidad y su localización alrededor de la estrella neutrónica.
“El Explorador Rossi puede obtener buenas mediciones del espectro de fluorescencia de los átomos de hierro cada pocos segundos”, dijo Strohmayer. “Sumando toda esta información, obtenemos una visión de cómo se deforma el disco de acreción por la explosión termonuclear. Esta es la mejor mirada que podemos echar, porque la resolución necesaria para ver realmente esta acción como una imagen, en lugar del espectro, tendría que ser mil millones de veces la que ofrece el Telescopio Espacial Hubble”.
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Extraído de Spaceflight Now: 2004-02-24
NASA-GSFC NEWS RELEASE
Posted: February 23, 2004
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Para Astroseti.org: Heber Rizzo Baladán
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