Fermi afina la órbita de un sistema binario de rayos gamma

Utilizando el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, astrónomos chinos han observado un sistema binario de rayos gamma conocido como PSR J2032+4127. Los resultados de las nuevas observaciones, publicadas el 3 de febrero en el servidor de preimpresión arXiv, arrojan más luz sobre los parámetros orbitales de este sistema binario, lo que podría ayudarnos a comprender mejor su naturaleza.

Los sistemas binarios de rayos gamma consisten en una estrella masiva y luminosa en órbita alrededor de un objeto compacto, como una estrella de neutrones o un agujero negro. Emiten la mayor parte de la radiación en la banda de rayos gamma, lo que los convierte en uno de los aceleradores de partículas más extremos.

Singular sistema binario de rayos gamma
Detectado por primera vez en 2009, PSR J2032+4127 es un sistema binario de rayos gamma a una distancia de unos 4570 años luz de la Tierra. El sistema está compuesto por una estrella de neutrones pulsante con un período de giro de 143 milisegundos y una estrella Be, designada MT91 213, con una masa estimada de entre 13,1 y 17,5 masas solares.

PSR J2032+4127 es el único sistema binario de rayos gamma que presenta pulsaciones en el régimen de rayos gamma. Sin embargo, aunque el sistema se ha observado en diversas longitudes de onda, algunos de sus parámetros, incluido el período orbital, siguen siendo inciertos. Por ejemplo, estudios previos han sugerido que su período orbital se encuentra entre 45 y 50 años.

Dado que la estimación de los parámetros orbitales es crucial para estudiar los mecanismos de radiación y los procesos de aceleración de partículas en sistemas binarios de rayos gamma, un equipo de astrónomos dirigido por Yu-Feng Luo, de la Universidad Normal de Nanjing (China), decidió utilizar el Telescopio de Área Grande (LAT) de Fermi para inspeccionar PSR J2032+4127.

Desde su lanzamiento, el satélite Fermi ha monitoreado este púlsar durante 16 años, abarcando los ocho años previos y los ocho posteriores a su periastro. Con estos datos, presentamos un análisis de los tiempos de llegada de los pulsos y determinamos con precisión los parámetros orbitales por primera vez, escribieron los científicos en el artículo.

Parámetros orbitales determinados, fallos detectados

Las observaciones del LAT revelaron que el período orbital de PSR J2032+4127 es de aproximadamente 19 111,5 días, equivalentes a 52,3 años. Las dos estrellas están separadas por unas 25,3 UA y su órbita presenta una excentricidad de 0,98. La inclinación orbital del sistema se estimó entre 47,1 y 55,1 grados.

Además, las observaciones detectaron dos fallos en PSR J2032+4127: saltos repentinos en la velocidad de rotación del púlsar. Estos dos fallos resultaron ser relativamente pequeños en comparación con la muestra conocida de más de 216 púlsares que, en conjunto, presentan cientos de fallos. La tasa de ocurrencia de fallos en PSR J2032+4127 se estimó en aproximadamente 0,12 por año, significativamente menor en comparación con los púlsares tipo Vela y tipo Cangrejo.

Los autores del artículo concluyeron que la amplia separación orbital y la evolución estable del espín de PSR J2032+4127 sugieren que el púlsar no puede entrar en un estado de acreción ni de hélice. En cambio, el púlsar permanece constantemente en el régimen de rotación, similar a PSR B1259-63, un púlsar y miembro de un sistema binario, ubicado a unos 7400 años luz de distancia.

Con información de arXiv