Con una notable campaña de observación en la que participaron 12 telescopios tanto en tierra como en el espacio, incluidas tres instalaciones del Observatorio Europeo Austral (ESO), los astrónomos han descubierto el extraño comportamiento de un púlsar, una estrella muerta que gira súper rápido.
Se sabe que este misterioso objeto cambia entre dos modos de brillo casi constantemente, algo que hasta ahora ha sido un enigma. Pero los astrónomos han descubierto ahora que las eyecciones repentinas de materia del púlsar durante períodos muy cortos son responsables de estos peculiares cambios.
“Hemos sido testigos de fenómenos cósmicos extraordinarios en los que enormes cantidades de materia, similares a balas de cañón cósmicas, son lanzadas al espacio en un lapso muy breve de decenas de segundos desde un pequeño y denso objeto celeste que gira a velocidades increíblemente altas”, afirma María Cristina Baglio. , investigador de la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi, afiliado al Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF), y autor principal del artículo publicado en Astronomy & Astrophysics.
Un púlsar es una estrella muerta, magnética y de rápida rotación que emite un haz de radiación electromagnética al espacio. A medida que gira, este rayo recorre el cosmos, de manera muy similar al rayo de un faro que escanea sus alrededores, y los astrónomos lo detectan cuando cruza la línea de visión hacia la Tierra. Esto hace que la estrella parezca palpitar con brillo visto desde nuestro planeta.
PSR J1023+0038, o J1023 para abreviar, es un tipo especial de púlsar con un comportamiento extraño. Situada a unos 4.500 años luz de distancia, en la constelación de Sextans, orbita de cerca a otra estrella. Durante la última década, el púlsar ha estado arrancando activamente materia de su compañero, que se acumula en un disco alrededor del púlsar y cae lentamente hacia él.
Desde que comenzó este proceso de acumulación de materia, el haz de barrido prácticamente desapareció y el púlsar comenzó a cambiar incesantemente entre dos modos. En el modo “alto”, el púlsar emite rayos X brillantes, luz ultravioleta y visible, mientras que en el modo “bajo” es más tenue en estas frecuencias y emite más ondas de radio. El púlsar puede permanecer en cada modo durante varios segundos o minutos y luego cambiar al otro modo en tan solo unos segundos. Hasta ahora, este cambio ha desconcertado a los astrónomos.
“Nuestra campaña de observación sin precedentes para comprender el comportamiento de este púlsar involucró una docena de telescopios terrestres y espaciales de última generación”, dice Francesco Coti Zelati, investigador del Instituto de Ciencias Espaciales de Barcelona, España, y coautor principal de el papel.
La campaña incluyó el Very Large Telescope (VLT) de ESO y el New Technology Telescope (NTT) de ESO, que detectaron luz visible e infrarroja cercana, así como el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en el que ESO es socio. Durante dos noches de junio de 2021, observaron que el sistema realizaba más de 280 cambios entre sus modos alto y bajo.
“Hemos descubierto que el cambio de modo surge de una intrincada interacción entre el viento del púlsar, un flujo de partículas de alta energía que salen del púlsar y la materia que fluye hacia el púlsar”, dice Coti Zelati, también afiliado al INAF.
En el modo bajo, la materia que fluye hacia el púlsar es expulsada en un chorro estrecho perpendicular al disco. Poco a poco, esta materia se acumula cada vez más cerca del púlsar y, a medida que esto sucede, es golpeada por el viento que sopla desde la estrella pulsante, provocando que la materia se caliente. El sistema ahora está en modo alto, brillando intensamente en rayos X, luz ultravioleta y luz visible. Finalmente, el púlsar elimina las gotas de esta materia caliente a través del chorro. Con menos materia caliente en el disco, el sistema brilla con menos intensidad y vuelve al modo bajo.
Si bien este descubrimiento ha desvelado el misterio del extraño comportamiento de J1023, los astrónomos todavía tienen mucho que aprender del estudio de este sistema único y los telescopios de ESO seguirán ayudando a los astrónomos a observar este peculiar púlsar. En particular, el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, actualmente en construcción en Chile, ofrecerá una visión sin precedentes de los mecanismos de conmutación de J1023.
“El ELT nos permitirá obtener información clave sobre cómo la abundancia, distribución, dinámica y energía de la materia que fluye alrededor del púlsar se ven afectadas por el comportamiento de cambio de modo”, concluye Sergio Campana, director de investigación del Observatorio INAF Brera y co -autor del estudio.
Con información de Astronomy & Astrophysics
