Astrónomos europeos han realizado observaciones ópticas y de rayos X de un púlsar de milisegundos de transición conocido como PSR J1023+0038. Los resultados de la campaña de observación, publicados el 23 de noviembre en arXiv.org, arrojan información importante sobre los orígenes de las pulsaciones de esta fuente.
Los púlsares son estrellas de neutrones giratorias altamente magnetizadas que emiten un haz de radiación electromagnética. Los púlsares de rotación más rápida, con períodos de rotación inferiores a 30 milisegundos, se conocen como púlsares de milisegundos (MSP). Los astrónomos asumen 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.
Algunos púlsares de milisegundos cambian entre estados binarios de rayos X de baja masa (LMXB) y púlsares de radio de milisegundos (RMSP). Estas fuentes se denominaron púlsares de milisegundos de transición (tMSP). Las observaciones muestran que las tMSP son, en general, estrellas de neutrones débilmente magnetizadas y de rotación rápida que oscilan entre los dos estados en unos pocos días. Tal comportamiento puede estar impulsado por diferentes mecanismos físicos.
Situado a unos 4.000 años luz de la Tierra, PSR J1023+0038 es solo uno de los tres tMSP detectados hasta ahora. Tiene un período de giro de aproximadamente 1,688 milisegundos y su período orbital se estima en 0,198 días. PSR J1023+0038 es la primera MSP que se observó como púlsar óptico.
PSR J1023+0038 muestra pulsaciones ópticas y de rayos X que se detectaron por primera vez simultáneamente en los modos altos de rayos X, pero desaparecieron cuando la fuente transitó en los modos bajos, lo que sugiere un mecanismo de emisión común. Hasta la fecha, este púlsar sigue siendo el único tMSP con emisión pulsada detectable en la banda óptica.
Para comprender mejor el mecanismo de emisión detrás de las pulsaciones ópticas y de rayos X de PSR J1023+0038, un equipo de astrónomos dirigido por Giulia Illiano del Observatorio Astronómico de Roma en Italia, decidió estudiar el desfase entre los pulsos en el bandas ópticas y de rayos X, con la esperanza de arrojar más luz sobre los mecanismos físicos que lo causan.
“Realizamos un análisis de tiempo detallado de observaciones simultáneas o cuasi simultáneas en la banda de rayos X, adquirida con los satélites XMM-Newton y NICER, y en la banda óptica, con los fotómetros rápidos SiFAP2 (montados en el Telescopio Nazionale de 3,6 m). Galileo) y Aqueye+ (montado en el Telescopio Copernicus de 1,8 m)”, escribieron los investigadores en el artículo.
El estudio encontró que los pulsos ópticos de PSR J1023+0038 tienen amplitudes pulsadas rms totales de aproximadamente 0,1 a 0,8 %, mientras que las amplitudes pulsadas rms totales de rayos X están en el rango de 4,3 a 10,8 %. Resultó que los pulsos ópticos tienen un retraso de los pulsos de rayos X de aproximadamente 150 microsegundos.
Los resultados muestran que el desfase entre las pulsaciones ópticas y de rayos X se encuentra en un rango limitado de valores (0-250 microsegundos) en escalas de tiempo de unos cinco años. Este hallazgo sugiere que ambas pulsaciones se originan en la misma región y que sus mecanismos de emisión están vinculados.
Los astrónomos asumen que el escenario de la nebulosa del mini púlsar impulsada por choques es la hipótesis más plausible que podría explicar el origen de las pulsaciones ópticas y de rayos X de PSR J1023+0038. Este escenario sugiere que los pulsos son generados por la radiación de sincrotrón emitida por un choque formado donde el viento rayado del púlsar se encuentra con el disco de acreción, dentro de unos 100 km del púlsar.
Con información de Universidad de Cornell
