Astrofísica

Descubren cómo "respira" una estrella de neutrones mientras deglute a su compañera

Es la primera vez que se observan ráfagas de vientos cálidos y fríos al mismo tiempo en estos objetos cósmicos

Descubren cómo "respira" una estrella de neutrones mientras deglute a su compañera
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Pablo Javier Piacente

Los científicos han descubierto que las estrellas de neutrones pueden emitir al mismo tiempo vientos cálidos y fríos, en diferentes longitudes de onda, mientras se “alimentan” del material de otra estrella. Es la primera vez que se advierte este comportamiento en estos objetos cósmicos extremos.

Utilizando los telescopios más poderosos en la Tierra y en el espacio, los astrónomos han encontrado por primera vez ráfagas de vientos cálidos y fríos provenientes de una estrella de neutrones, mientras consume materia de una estrella cercana. Según un equipo de investigadores de once países, dirigido por la Universidad de Southampton, en Reino Unido, el objeto mostró señales persistentes de un viento cálido en longitudes de onda ultravioleta, al mismo tiempo que señales de un viento frío en longitudes de onda ópticas. 

De acuerdo a una nota de prensa, hasta el momento se pensaba que estas estrellas emitían únicamente uno de los dos tipos de vientos, y no ambos al mismo tiempo. El descubrimiento proporciona una nueva visión de los comportamientos de algunos de los objetos más extremos del Universo. El nuevo estudio, dirigido por el Dr. Noel Castro Segura, ha sido publicado recientemente en la revista Nature.

Algo desordenadas al comer

Una estrella de neutrones es un remanente estelar generado por el colapso gravitacional de una estrella de gran masa, que ha estallado en forma de una supernova luego de agotar todo el combustible en su núcleo. En tanto, las binarias de rayos X de baja masa (LMXB), las estructuras que se han analizado en esta investigación, son sistemas binarios que contienen una estrella de neutrones o un agujero negro junto a una estrella compañera, acumulando una masa mucho menor a la del Sol.  

El objeto principal del sistema binario, en este caso una estrella de neutrones, se alimenta del material arrancado de la estrella compañera, en un proceso conocido como acreción. La mayor parte de la acumulación se concreta durante violentas erupciones, mientras parte del material que entra en espiral vuelve al espacio en forma de vientos de disco y chorros.

Pero aunque las estrellas de neutrones poseen una atracción gravitatoria muy fuerte que les permite engullir el gas de otras estrellas, son realmente muy “desordenadas” al alimentarse. En consecuencia, gran parte del gas que las estrellas de neutrones atraen hacia ellas no se consume, sino que se lanza al espacio a gran velocidad. Estos rápidos vientos tienen un gran impacto tanto en la propia estrella de neutrones como en su entorno inmediato, por eso es tan importante comprender su dinámica.

Múltiples vientos

La innovación principal del nuevo estudio es haber apreciado que estos vientos pueden ser cálidos y fríos al mismo tiempo, como así también presentarse en longitudes de onda ultravioleta y de luz visible al unísono. Según los especialistas, hasta el momento nunca se habían apreciado vientos cálidos y fríos de un sistema de este tipo en diferentes bandas del espectro electromagnético. El hallazgo podría ser un trascendente aporte para comprender en profundidad cómo impactan estas estructuras cósmicas en su entorno. 

Los científicos indicaron que únicamente otro sistema, el binario de rayos X del agujero negro V404 Cyg, ha mostrado propiedades similares. Pero el sistema estudiado, denominado Swift J1858, está dominado por una estrella de neutrones. Las conclusiones se obtuvieron luego de estudiar el sistema con una combinación de telescopios, incluido el Telescopio Espacial Hubble (HST) de la NASA, el satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) y el Gran Telescopio Canarias (GTC), en España.

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Referencia

A persistente ultraviolet outflow from an acreting neutron star binary transitient. Noel Castro Segura et al. Nature (2022). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04324-2