Los pulsos de radio cósmicos que se repiten cada pocos minutos u horas, conocidos como transitorios de período largo, han desconcertado a los astrónomos desde su descubrimiento en 2022. Nuestro nuevo estudio, publicado hoy en Nature Astronomy, podría finalmente aportar algo de claridad.
Los radioastrónomos están muy familiarizados con los púlsares, un tipo de estrella de neutrones que gira rápidamente. Para nosotros, que observamos el cielo desde la Tierra, estos objetos parecen pulsar porque los potentes rayos de radio provenientes de sus polos barren nuestros telescopios, como un faro cósmico.
Los púlsares más lentos giran en tan solo unos segundos; esto se conoce como su período. Pero en los últimos años también se han descubierto transitorios de período largo. Estos tienen períodos que van desde 18 minutos hasta más de seis horas.
Por todo lo que sabemos sobre las estrellas de neutrones, no deberían ser capaces de producir ondas de radio mientras giran tan lentamente. Entonces, ¿hay algún problema con la física?
Bueno, las estrellas de neutrones no son el único remanente estelar compacto del bloque, así que quizás no sean las protagonistas de esta historia después de todo. Nuestro nuevo artículo presenta evidencia de que la estrella transitoria de largo período más longeva, GPM J1839-10, es en realidad una enana blanca. Produce potentes haces de radio con la ayuda de una estrella compañera, lo que sugiere que otras podrían estar haciendo lo mismo.
Presentamos los púlsares enanos blancos
Al igual que las estrellas de neutrones, las enanas blancas son los remanentes de estrellas muertas. Tienen un tamaño similar al de la Tierra, pero contienen la masa de un sol entero.
No se ha observado que ninguna enana blanca aislada emita pulsos de radio. Sin embargo, poseen los ingredientes necesarios para hacerlo cuando se combinan con una enana de tipo M (una estrella regular con aproximadamente la mitad de la masa del sol) en un sistema binario cercano de dos estrellas.
De hecho, sabemos que existen estos púlsares enanos blancos de rápida rotación porque los hemos observado; el primero se confirmó en 2016.
Lo que plantea la pregunta: ¿podrían los transitorios de largo período ser los primos más lentos de los púlsares enanos blancos?
Hasta la fecha se han descubierto más de diez transitorios de largo período, pero están tan lejos y tan profundamente incrustados en nuestra galaxia que ha sido difícil determinar qué son. No fue hasta 2025 que se identificaron de forma concluyente dos transitorios de largo período como sistemas binarios de enana blanca y enana M. Esto fue bastante inesperado.
Sin embargo, planteó a los astrónomos más preguntas.
Incluso si algunos transitorios de largo período son sistemas binarios de enana blanca y enana M, ¿irradian de la misma manera que los púlsares enanos blancos, que son más rápidos? ¿Y están los transitorios de largo período, visibles solo en longitudes de onda de radio, condenados a ser un misterio para siempre?
Necesitábamos un modelo que funcionara para ambos sistemas, y un transitorio de largo período con suficientes datos de alta calidad para probarlo.
Un ejemplo excepcionalmente longevo
En 2023 descubrimos GPM J1839-10, un transitorio de largo período con un periodo de 21 minutos. Fue el segundo descubrimiento de este tipo en la historia, pero a diferencia de su predecesor o de los encontrados desde entonces, su longevidad es excepcional. Se encontraron pulsos en datos de archivo que se remontan a 1988, pero solo en algunas de las ocasiones en que deberían haberse detectado.
Como se encuentra a 15.000 años luz de distancia, solo podemos verlo en ondas de radio. Por ello, profundizamos en esta señal aparentemente aleatoria e intermitente para obtener más información.
Observamos GPM J1839-10 en una serie denominada observaciones «alrededor del mundo». En estas se utilizaron tres telescopios, cada uno transmitiendo la fuente al siguiente a medida que la Tierra giraba: el SKA Pathfinder australiano o ASKAP, el radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica y el Karl G. Jansky Very Large Array en Estados Unidos.
La señal intermitente resultó no ser aleatoria en absoluto. Los pulsos llegan en grupos de cuatro o cinco, y los grupos se presentan en pares con dos horas de diferencia. El patrón completo se repite cada nueve horas.
Un patrón tan estable implica firmemente que la señal proviene de un sistema binario de dos cuerpos que orbitan entre sí cada nueve horas. Conocer el período también nos ayuda a calcular sus masas, lo que, en conjunto, resulta en un sistema binario de enana blanca y enana M.
Al revisarlo, no solo las detecciones de archivo fueron consistentes con el mismo patrón, sino que también pudimos usar los datos combinados para refinar el período orbital con una precisión de tan solo 0,2 segundos.
Un patrón de latido
Los datos de radio por sí solos nos indican que GPM J1839-10 es definitivamente un sistema binario. Es más, el peculiar latido de sus pulsos ofrece pistas sobre su naturaleza de una forma que solo es posible mediante la observación de señales de radio.
Inspirados por un estudio previo sobre un púlsar enano blanco, modelamos GPM J1839-10 como una enana blanca que genera un haz de radio a medida que su polo magnético barre el viento estelar de su compañera. La alineación variable de los cuerpos binarios con nuestra línea de visión a lo largo de la órbita predice con precisión el patrón de latido.
Incluso podemos reconstruir la geometría del sistema, como la distancia entre las estrellas y su masa.
En resumen, GPM J1839-10 tiene el potencial de ser el eslabón perdido entre los transitorios de largo período y los púlsares enanos blancos.
Gracias a nuestro modelo, otros astrónomos ya han podido detectar variabilidad en nuestros períodos medidos en datos ópticos de alta precisión, a pesar de no poder distinguir el par binario.
Se está investigando cómo funciona exactamente la física de la emisión y cómo se integran las propiedades transitorias de largo período. Sin embargo, este es un paso crucial hacia la comprensión.
Con información de arXiv
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