Utilizando el satélite XMM-Newton de la ESA, astrónomos italianos han observado un sistema binario galáctico de rayos X conocido como 4U 0728-25. Los resultados de las nuevas observaciones, presentados en un artículo de investigación publicado el 28 de marzo en el servidor de preimpresión arXiv, arrojan más luz sobre la naturaleza persistente de esta fuente.
Los sistemas binarios de rayos X se componen de una estrella normal o una enana blanca que transfiere masa a una estrella de neutrones compacta o a un agujero negro. Según la masa de la estrella compañera, los astrónomos los dividen en sistemas binarios de rayos X de baja masa (LMXB) y sistemas binarios de rayos X de alta masa (HMXB).
Los sistemas binarios Be/rayos X (Be/XRB) constituyen el subgrupo más grande de HMXB. Aunque la mayoría de las BeXRB son fuentes transitorias compuestas por una estrella de neutrones (NS) en una órbita amplia y excéntrica alrededor de una estrella Be, una clase creciente de Be/XRB son las binarias persistentes Be/NS, que presentan una luminosidad relativamente baja y constante, y un período de giro prolongado (superior a 100 segundos).
Descubierta en 1978, 4U 0728-25 es una Be/XRB galáctica a una distancia de unos 24.800 años luz. Está compuesta por una estrella Be y una estrella de neutrones (púlsar) con un período de pulso de aproximadamente 103,14 segundos. El período orbital del sistema, medido en 34,5 días, fue de 34,5 días.
Observaciones previas de 4U 0728-25 han revelado que exhibe un flujo de rayos X casi constante a lo largo de escalas de tiempo. Esto, junto con sus períodos orbital y de giro relativamente largos, sugiere que pertenece a la clase de las Be/XRB persistentes similares a X-Persei. Sin embargo, 4U 0728-25 posee una alta luminosidad de unos pocos cientos de decillones de erg/s, por lo que es mayor en comparación con otras fuentes de este tipo.
Un equipo de astrónomos, dirigido por Nicola La Palombara, del Instituto de Astrofísica Espacial y Física Cósmica de Milán (Italia), decidió investigar más a fondo las inusuales propiedades de 4U 0728-25. Para ello, utilizaron la Cámara Europea de Imágenes de Fotones (EPIC) y el Espectrómetro de Rejilla de Reflexión (RGS) de XMM-Newton.
Nuevas observaciones de XMM-Newton detectaron 4U 0728-25 con un nivel de luminosidad de 90 decillones de erg/s (en el rango de energía de 2 a 10 keV), el nivel más bajo jamás observado para esta fuente desde su descubrimiento y aproximadamente un 50 % inferior a la luminosidad mínima observada previamente. Sin embargo, los investigadores destacaron que el valor obtenido es menos de un orden de magnitud inferior a la luminosidad máxima de 4U 0728-25 en casi 50 años, lo que confirma la limitada variabilidad del flujo de la fuente a largo plazo.
El período del pulso de la estrella de neutrones en 4U 0728-25 se midió en aproximadamente 103,3 segundos, aproximadamente un 0,15 % más largo que lo estimado previamente, lo que indica una desaceleración moderada de la rotación. Esta desaceleración, con una baja tasa de transferencia de materia, se produce mediante la acreción del viento, desde la estrella compañera Be hasta la estrella de neutrones. Los astrónomos añadieron que la forma del pulso muestra un perfil simple de un solo pico, con una fracción pulsada moderada a todas las energías.
Además, el análisis espectral de 4U 0728-25 reveló la presencia de un exceso de flujo por encima del componente principal de la ley de potencia, que puede describirse con un modelo de cuerpo negro de alta temperatura (aproximadamente 1,5 keV) y un radio de emisión pequeño (unos 240 metros). Según los autores del artículo, todos los resultados confirman de forma concluyente la naturaleza persistente de 4U 0728-25.
«En resumen, verificamos que las propiedades temporales y espectrales de 4U 0728-25 son totalmente consistentes con las de la mayoría de las BeXRB persistentes. Por esta razón, podemos considerarlo un miembro confirmado de esta clase de fuentes», concluyeron los científicos.
Con información de arXiv
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