Estudio investiga erupción del sistema variable cataclísmico GK Persei

Los astrónomos chinos han analizado los datos del observatorio Swift de la NASA, que observó extensamente un estallido del sistema variable cataclísmico conocido como GK Persei. Los resultados del estudio, publicado el 20 de febrero en el servidor de preimpresión arXiv, arrojan más luz sobre la naturaleza de este sistema.

Las variables cataclísmicas (CV) son sistemas estelares binarios que consisten en una enana blanca primaria que acrecienta materia de una estrella compañera normal. Aumentan irregularmente su brillo en un gran factor, luego vuelven a caer a un estado de reposo. Estas binarias se han encontrado en muchos entornos, como el centro de la galaxia de la Vía Láctea, el vecindario solar y dentro de cúmulos abiertos y globulares.

Dado que en las CV, la transferencia de masa de la estrella compañera a menudo ocurre a través de un disco de acreción alrededor de la enana blanca y en algunos casos la inestabilidad térmica en el disco desencadena un estallido conocido como nova enana (DN). Estas novas son CV que experimentan estallidos semiperiódicos.

Las polares son una subclase de variables cataclísmicas que se distinguen de otras CV por la presencia de un campo magnético muy fuerte en sus enanas blancas. En las polares intermedias (IP), la enana blanca magnética gira de forma asincrónica con el período orbital del sistema y, por lo tanto, produce una oscilación rápida con el período de giro.

Ubicada a unos 1.400 años luz de distancia, GK Persei (también conocida como A 0327+43 o Nova Persei 1901) es una variable cataclísmica que consiste en una enana blanca magnetizada (WD) y una estrella subgigante de tipo K2 con una masa de 0,25-0,48 masas solares. Se clasifica como IP y se estima que la intensidad del campo magnético alrededor de la WD es de aproximadamente 0,5 MG.

GK Persei sufrió una explosión de nova clásica en 1901 y, por lo tanto, es la segunda nova más cercana detectada. El primer comportamiento de DN de este sistema se observó en 1948 y, desde entonces, se han identificado numerosos estallidos de DN de esta fuente, incluidos los más recientes en 2010, 2015 y 2018.

Un equipo de astrónomos, dirigido por Songpeng Pei de la Universidad Normal de Liupanshui en China, se centró en el estallido de GK Persei que tuvo lugar hace 15 años. Analizaron los datos de Swift que abarcaban 1,95 días después de la erupción de 2010 y continuaban hasta 13,9 días antes del máximo del estallido para investigar la evolución de sus curvas de luz y espectros de rayos X.

«A través de observaciones de rayos X y UV del estallido de 2010, hicimos un progreso significativo en la comprensión de la naturaleza IP de este sistema, en particular su comportamiento de estallido raro, similar al de DN, en un CV magnético que también experimenta eventos de nova clásicos», explicaron los investigadores.

El estudio descubrió que el espectro de rayos X de GK Persei exhibe un alto nivel de complejidad. El análisis temporal realizado por el equipo de Pei sugiere la presencia de al menos dos fuentes distintas de emisión de rayos X: una que produce rayos X duros (2,0–10 keV) y la otra que emite en el rango de rayos X suaves (0,3–2,0 keV).

Además, el estudio detectó un período de giro de WD de aproximadamente 351,32 segundos en el rango de 2–10 keV durante el estallido de 2010. También se detectó una modulación de giro en la banda de energía más suave (0,3–2 keV) en la curva de luz de las observaciones de la segunda mitad (no observada en los estallidos de 2015 y 2018), pero con una amplitud más débil que en el rango de 2–10 keV.

Además, los astrónomos descubrieron que la tasa de acreción de masa en GK Persei varía significativamente durante diferentes explosiones de DN, dado que los valores obtenidos para las explosiones de 2010 y 2018 resultaron ser aproximadamente un orden de magnitud más bajos que los derivados para la explosión de 2015.

Según los autores del artículo, los hallazgos indican que la emisión de rayos X suaves en GK Persei puede originarse en parte cerca de los polos magnéticos y en parte a partir de un viento o material circunestelar.

Con información de arXiv