El estudio investiga el comportamiento del púlsar de milisegundos de la ‘viuda negra’ PSR J0610-2100


Los astrónomos han realizado un estudio exhaustivo de un peculiar púlsar de milisegundos de «viuda negra» conocido como PSR J0610-2100. Los resultados de esta investigación, publicados el 11 de marzo en el repositorio de preimpresión de arXiv, brindan información esencial sobre el comportamiento y las propiedades de esta fuente.

Curva de luz óptica y modelo Ícaro para la estrella compañera de PSR J0610−2100. Crédito: Vateren et al., 2022.

Los púlsares de rotación más rápida, aquellos con períodos de rotación inferiores a 30 milisegundos, se conocen como púlsares de milisegundos (MSP). Los investigadores suponen que se forman en sistemas binarios cuando el componente inicialmente más masivo se convierte en una estrella de neutrones que luego gira debido a la acumulación de materia de la estrella secundaria.

Una clase de púlsares binarios extremos con estrellas compañeras semidegeneradas se denomina púlsares araña. Estos objetos se clasifican además como viudas negras si el compañero tiene una masa extremadamente baja (menos de 0,1 masas solares), mientras que se llaman espaldas rojas si la estrella secundaria es más pesada.

Descubierto en 2003, el PSR J0610−2100 es un MSP viuda negra con un período de giro de aproximadamente 3,86 milisegundos. El objeto compañero tiene una masa de unas 0,02 masas solares y orbita la estrella de neutrones cada 6,86 horas. Observaciones previas de este sistema han detectado que muestra variaciones ópticas, pero no encontraron evidencia de variaciones orbitales o eclipses de radio.

Un equipo de astrónomos dirigido por Emma van der Vateren del Instituto Holandés de Radioastronomía ASTRON en Dwingeloo, Países Bajos, decidió realizar observaciones de radio de PSR J0610−2100 con varios radiotelescopios y observaciones ópticas del compañero utilizando el Observatorio Europeo Austral ( ESO), con la esperanza de obtener más información sobre la naturaleza de esta fuente.

«Informamos sobre las observaciones de tiempo de radio del púlsar binario viuda negra J0610-2100 y las observaciones ópticas de su compañero binario», escribieron los investigadores en el artículo.

Las mediciones de tiempo de radio de PSR J0610-2100 no encontraron evidencia de eclipses de radio de baja frecuencia o variaciones significativas del período orbital durante el período de 16 años. Los astrónomos notaron que la ausencia de eclipses de radio en PSR J0610−2100 no es única, ya que también se informó en varios otros sistemas de viuda negra. Explican que la ausencia de eclipses puede ser causada por la ausencia de material ionizado o porque el material no se encuentra en la línea de visión.

Además, el modelado de la curva de luz óptica del compañero de baja masa confirma la irradiación de este objeto por el púlsar. Los investigadores agregaron que es probable que el compañero no esté llenando su lóbulo de Roche (una región alrededor de una estrella en un sistema binario dentro del cual el material en órbita está unido gravitacionalmente a esa estrella), mientras que tiene una inclinación relativamente alta y que el hemisferio irradiado de este objeto tiene una temperatura sorprendentemente baja (alrededor de 2.820 K).

Los autores del artículo especulan que la baja temperatura del lado irradiado del compañero, junto con una tasa relativamente baja de reducción de giro de PSR J0610−2100, causa menos pérdida de masa en el viento evaporativo. Esto, según los científicos, puede explicar la ausencia de eclipses de radio en este sistema.

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