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Usando observaciones del Explorador de Tiempo en Rayos X rossi de la NASA (RXTE) un equipo internacional de astrónomos ha descubierto un mecanismo de tiempo que les permitirá predecir cuando una estrella super densa libera explosiones de rayos X



"Encontramos un reloj que avanza cada vez más lento, y cuando esta mucho muy lento, ¡bum! la bomba estalla" comenta el principal autor Diego Altamirano, de la Universidad de Amsterdan en los Paises Bajos.


El estallido ocurre en una estrella de neutrone, las cuales son el remanente colapsado de estrellas que explotaron en supernovas. La estrella de neutrones pertenece a un sistema binario que puede describirse como una bomba de tiempo. El gas del helio e hidrógeno de una estrella acompañante cae en espiral a la estrella de neutrones, acumulandose lentamente en su superficie hasta que este se calienta a una temperatura crítica. De pronto, el hidrógeno y helio comienzan una fusión incontrolable de elementos más pesados, iniciando una llama termonuclear que se expande rápidamente alrededor de toda la estrella. La explosión resultante aparece como un destello brillante en los rayos X.

Estas explosiones, las cuales pueden ocurrir varias veces al día desde la misma estrella de neutrones, liberando mas energia en 10 o 100 segundos que lo que nuestro Sol irradia en una semana entera. Visto de otra manera, la energía es equivalente a 100 bombas de hidrógeno de 15 megatones explotando simultáneamente sobre la superficie de una estampilla postal en la superficie de la estrella de neutrones.

Los científicos han observado miles de estas explosiones de rayos X en unas 80 estrellas de neutrones diferentes. Pero hasta ahora no tenían una forma de predecir su ocurrencia.

La clave del descubrimiento es el RXTE, lo cual hace extremadamente precisas las mediciones de tiempo de la rápida fluctuación en objetos de emisión de rayos X. Mientras el gas gradualmente se acumula en la superficie de la estrella de neutrones, los átomos de hidrógeno y helio algunas veces se fusionan en elementos más pesados de una forma estable y casi perfectamente repetititva. Este modo de fusion produce una señal casi regular de rayos X conocido como oscilación cuasi periódica o QPO. La teoría predice que la frecuencia del ciclo deberia de ser de 0.009 ciclos por segundo (9 Milihertz o un ciclo cada dos minutos) Esto es muy cercano a la frecuencia del QPO en 4U 1636-53 medida por Altamirano y sus colegas usando observaciones extensivas del RXTE.

Pero el equipo también encontró que la frecuencia QPO se decrementa en el tiempo de 12 Milihertz a 8 Milihertz. En un artículo publicado recientemente en "Astrophysiscal Journal Letters", los autores demostraron que cada vez que la frecuencia QPO se hacia más lenta hasta casi los 8 Milihertz (un ciclo por 125 segundos), la estrella de neutrones en 4U 1636-53 dejaba escapar una poderosa explosión de rayos X.

"Podemos predecir cuando van a ocurrir estas explosiones. Tenemos un reloj que nos indica cuando explotará la bomba" comenta Altamirano.

"Aún no sabemos si esta secuencia de eventos significa que las oscilaciones causen las explosiones, o si estas solo nos indican el tiempo que queda para una explosión. Posteriores observaciones con el RXTE serán escenciales para descubrir esto" agrega el co autor Michiel van der Klis, quien también trabaja en la Universidad de Amsterdan.

El mismo grupo ahora esta estudiando más de 50 estrellas de neutrones para ver si pueden identificar un comportamiento similar. El sistema 4U 1636-53 está localizado a 20 000 años luz justo en el borde entre las constelaciones del sur Ara y Norma.

"Este es un descubrimiento emocionante", comenta el astrofísico Tod Strohmayer del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Md. "Las frecuencias QPO están relacionadas con la masa y el tamaño de la estrella de neutrones, por lo que podremos usarlas para señalar la masa de algunas estrellas de neutrones. Lo que nos da una nueva herramienta para estudiar estos objetos fascinantes".


Fuente: Centro de Vuelo Espacial Goddard

Traducido para Astroseti por Lourdes Cahuich