Vista de campo completo de rayos X del cúmulo estelar globular 47 Tucanae. Crédito de la imagen: NASA / CXC / Northwestern U./C.Heinke et al. Click para agrandar
Las nuevas observaciones de Chandra brindan la mejor información sobre por qué tales estrellas de neutrones, llamadas púlsares de milisegundos, están girando tan rápido. La clave, como en el sector inmobiliario, es la ubicación, la ubicación, la ubicación: en este caso, los confinados confines del cúmulo de estrellas globulares 47 Tucanae, donde las estrellas están a menos de una décima parte de un año luz de distancia. Casi dos docenas de púlsares de milisegundos se encuentran allí. Esta gran muestra es una bonanza para los astrónomos que buscan probar teorías sobre el origen de los púlsares de milisegundos, y aumenta las posibilidades de que encuentren un objeto de transición crítico como 47 Tuc W.
47 Tuc W se destaca de la multitud porque produce más rayos X de alta energía que los demás. Esta anomalía apunta a un origen diferente de los rayos X, a saber, una onda de choque debido a una colisión entre la materia que fluye de una estrella compañera y las partículas que se alejan del púlsar a una velocidad cercana a la de la luz. Las variaciones regulares en la luz óptica y de rayos X correspondientes al período orbital de las estrellas respaldan esta interpretación.
Un equipo de astrónomos del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica en Cambridge, MA, señaló que la firma de rayos X y la variabilidad de la luz de 47 Tuc W son casi idénticas a las observadas en una fuente binaria de rayos X conocida como J1808. Sugieren que estas similitudes entre un púlsar de milisegundos conocido y un binario de rayos X conocido proporcionan el vínculo largamente buscado entre este tipo de objetos.
En teoría, el primer paso para producir un púlsar de milisegundos es la formación de una estrella de neutrones cuando una estrella masiva se convierte en supernova. Si la estrella de neutrones está en un cúmulo globular, realizará una danza errática alrededor del centro del cúmulo, recogiendo una estrella compañera que luego puede cambiar por otra.
Al igual que en una pista de baile abarrotada, la congestión en un cúmulo globular puede hacer que la estrella de neutrones se acerque a su compañera o intercambie parejas para formar un par aún más apretado. Cuando el emparejamiento se acerca lo suficiente, la estrella de neutrones comienza a alejar la materia de su compañero. A medida que la materia cae sobre la estrella de neutrones, emite rayos X. Se ha formado un sistema binario de rayos X, y la estrella de neutrones ha dado el segundo paso crucial para convertirse en un púlsar de milisegundos.
La materia que cae sobre la estrella de neutrones la hace girar lentamente, de la misma manera que el carrusel de un niño se puede girar empujándolo cada vez que se da la vuelta. Después de 10 a 100 millones de años de empuje, la estrella de neutrones gira una vez cada pocos milisegundos. Finalmente, debido a la rápida rotación de la estrella de neutrones, o la evolución del compañero, la caída de la materia se detiene, la emisión de rayos X disminuye y la estrella de neutrones emerge como un púlsar de milisegundos emisor de radio.
Es probable que la estrella compañera en el 47 Tuc W, una estrella normal con una masa mayor que aproximadamente una octava parte del Sol, sea una nueva compañera, en lugar de la compañera que hizo girar el púlsar. El nuevo socio, adquirido recientemente en un intercambio que expulsó al compañero anterior, está tratando de volcarse en el púlsar ya creado, creando la onda de choque observada. En contraste, el binario de rayos X J1808 no está en un cúmulo globular, y es muy probable que se las arregle con su compañero original, que se ha reducido a un tamaño de enana marrón con una masa inferior al 5% de la del Sol.
La mayoría de los astrónomos aceptan el escenario de rotación binaria para crear púlsares de milisegundos porque han observado estrellas de neutrones que se aceleran en sistemas binarios de rayos X, y casi todos los púlsares de radio milisegundos se encuentran en sistemas binarios. Hasta ahora, faltaban pruebas definitivas, porque se sabe muy poco sobre los objetos de transición entre el segundo y el último paso.
Es por eso que 47 Tuc W está caliente. Vincula un púlsar de milisegundos con muchas de las propiedades de un binario de rayos X, a J1808, un binario de rayos X que se comporta de muchas maneras como un púlsar de milisegundos, proporcionando así una fuerte cadena de evidencia para apoyar la teoría.
Fuente original: Observatorio de rayos X Chandra </ a
