El misterio del púlsar luminoso puede resolverse

Un estudio ha descubierto que un púlsar que parece parpadear está arrojando materia cada pocos minutos.

Pulsar PSR J1023+0038 roba gas de su estrella compañera, que gira hacia adentro y finalmente es expulsado en un chorro estrecho. Esta ilustración también muestra un viento caliente que sopla desde el púlsar, que aparece como una nube de pequeños puntos. Estos vientos calientan el gas que cae y hacen que brille en rayos X y luz ultravioleta. El chorro expulsa periódicamente este gas caliente, limpiando el anillo interior del disco y provocando que el púlsar se atenúe temporalmente. Crédito: iso/m. comisario

Un grupo internacional de científicos y una campaña de observación masiva pueden haber descubierto la razón detrás del comportamiento llamativo de un púlsar distante. Apodado PSR J1023+0038, este púlsar tiene dos modos de brillo diferentes y cambia entre ellos casi constantemente, lo que podría deberse a la liberación repentina de materia.

«Descubrimos que el cambio de modo surge de una interacción compleja entre el viento del púlsar, el flujo de partículas de alta energía que se alejan del púlsar y el material que fluye hacia el púlsar», dijo Francesco Cutti-Zelati, astrofísico observacional y autor del estudio en UCLA. El Instituto de Ciencias Espaciales de Barcelona afirmó en un declaración. Los investigadores publicaron hoy en la revista detalles sobre el púlsar. Astronomía y astrofísica..

faros del universo

Los púlsares son los restos muertos de estrellas masivas que explotaron en una supernova. Aunque no producen ninguna fusión nuclear interna, giran rápidamente, generan fuertes campos magnéticos y emiten rayos de luz al espacio. Cuando un rayo de este tipo atraviesa la Tierra, su estrella parece pulsar intensamente en ondas de radio.

Los púlsares que giran más rápido tienen períodos de rotación de menos de 30 milisegundos (giran cientos de veces por segundo) y se llaman Púlsares de milisegundos (MSP). Los científicos creen que logran estas velocidades de giro atrayendo periódicamente material de una estrella compañera cercana, que cae sobre el púlsar y lo hace girar hacia arriba. En total, hay alrededor de 3.000 MSP conocidos.

Pulsar PSR J1023+0038 se encuentra a unos 4.500 años luz de distancia, en la constelación Sextante, y orbita estrechamente alrededor de una estrella compañera. Cuando fue identificado en 2007, parecía un púlsar de radio ordinario. Pero los datos de archivo han demostrado que se trata del mismo objeto que los astrónomos habían identificado previamente como un sistema binario de rayos X, un par de estrellas donde una roba material de la otra, formando un disco de acreción caliente capaz de emitir rayos X. Las observaciones de seguimiento mostraron que para 2007, Este disco de acumulación ha desaparecido..

Esto le valió a J1023 la distinción de uno de los primeros púlsares de transición conocidos (tMSP), un objeto que puede cambiar entre un estado de radiopúlsar y un disco de rayos X activo y de bajo brillo. Las tMSP representan un período clave en la vida de las MSP. La emisión de rayos X es evidencia de que estos púlsares giratorios funcionan gracias a la acumulación de material de su estrella anfitriona, que forma un disco caliente alrededor del púlsar y emite rayos X.

En 2013, los astrónomos observaron el comportamiento de J1023. De repente cambió de nuevoEl haz del púlsar ha desaparecido y la estrella ha comenzado a mostrar cambios irregulares de brillo y parece tener dos patrones de emisión. Cuando un púlsar brilla intensamente en lo que los astrónomos llaman modo alto, emite rayos X, luz ultravioleta y luz visible. Cuando el púlsar se atenúa hasta su posición más baja, emite más ondas de radio. El PSR J1023+0038 normalmente permanece en cualquiera de los modos durante no más de varios minutos y luego cambia entre los dos modos en segundos.

Los rayos X emitidos durante el modo alto indican que J1023 estaba presente Recuperar el disco de acumulación.. Pero la forma en que el púlsar cambia entre los dos modos ha desconcertado a los astrofísicos hasta ahora.

¿Qué hay en un púlsar?

Los científicos intentaron descifrar el comportamiento mercurial del PSR J1023+0038 mediante una campaña de observación coordinada utilizando 12 telescopios, en el espacio y en tierra. Estas observaciones abarcaron todo el espectro electromagnético, desde rayos X hasta ondas de radio. En el transcurso de dos noches de junio de 2021, capturaron más de 280 claves entre los modos alto y bajo. Luego, el equipo utilizó modelos del púlsar y su disco de acreción para realizar ingeniería inversa en sus observaciones. Este modelado mostró que los cambios de brillo provenían de la parte más interna del disco de acreción.

Otra pieza del rompecabezas provino de un brillo detectado en longitudes de onda de radio por el Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array en Chile, una de las 12 instalaciones involucradas. Esta onda de emisión se produjo directamente cuando el objeto pasó de la posición más alta a la posición más baja.

Esto llevó al equipo a concluir que cuando un púlsar se atenúa, expulsa material más caliente a su alrededor en un plano perpendicular al disco. En cuestión de minutos, el material de acreción es calentado nuevamente por los vientos del púlsar, generando brillantes rayos X. Éste es el modo brillante de un púlsar; Vuelve a su posición oscura después de que el chorro expulsa esta sustancia caliente del área interior.

Los investigadores esperan aprender más sobre J1023 utilizando el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) del Observatorio Europeo Austral. El telescopio está en construcción en Chile. Recientemente pasé la marca de finalización del 50 por ciento Está previsto que comience las observaciones científicas en 2028. «El ELT nos permitirá obtener conocimientos fundamentales sobre cómo la abundancia, la distribución, la dinámica y la energía de la materia que fluye alrededor de un púlsar se ven afectadas por el comportamiento de cambio de modo».«,» dijo Sergio Campana, coautor del estudio y director de investigación en el Observatorio de Brera del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica en Merati.