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Hallado el eslabón perdido de la evolución de los púlsares

pulsar

Un aparato de astrónomos ha detectado por vez primera en la historia un púlsar milisegundo en una etapa crítica de su evolución, en el momento en que pasa de producir pulsos de rayos X a producir ondas de radio. Su trabajo se publica el día de hoy en la gaceta Nature.

Los púlsares son estrellas de neutrones magnetizadas, los núcleos fallecidos de estrellas masivas que explotaron como supernova en el momento en que agotaron su comburente. Viran a alta velocidad, emitiendo pulsos de radiación electromagnética cientos y cientos de ocasiones por segundo, tal y como si se tratara de un faro. Y se clasifican en función de de qué forma desarrollan estas emisiones. Los púlsares de radio consiguen su energía de la rotación de su campo imantado, al paso que los púlsares de rayos X se nutren de un disco de acreción compuesto por la materia que arrancan de una estrella compañera.

Las teorías recientes proponen que las estrellas de neutrones aceleran su rotación conforme amontonan la masa que viene de su estrella compañera en su disco de acreción. En el momento en que el material del disco cae hacia la estrella, se excita y emite rayos X. Tras múltiples una cantidad enorme de millones de años, la agilidad de acreción reduce y los púlsares se encienden nuevamente, pero en esta ocasión emitiendo ondas de radio. Los astrónomos creían que hay una etapa media donde las estrellas de neutrones fluctúan en medio de estos 2 estados, pero hasta la actualidad no se habían encontrado pruebas directas y definitivos que respaldasen esta teoría.

Merced al trabajo grupo de los observatorios exclusivas Integral y XMM-Newton de la ESA, conjuntado con las visualizaciones siguientes de los satélites Swift y Chandra de la NASA y de una sucesión de radiotelescopios en tierra, los científicos han asombrado al final a un púlsar en esta etapa de transición. “La búsqueda llegó a su fin: hemos descubierto un púlsar milisegundo que, en cuestión de semanas, pasó de ser un púlsar de acreción, refulgente en rayos X, a uno de rotación, refulgente en las longitudes de onda de radio. Es el eslabón perdido de la evolución de los púlsares”, asegura Alessandro Papitto, del Centro de Ciencias Exclusivas de Barcelona y coautor del trabajo.

Un púlsar en transición

Este púlsar, reconocido como IGR J18245-2452, fue visto por vez primera en la banda de los rayos X por Integral el 28 de marzo de 2013. Está en el cúmulo globular M28, en la constelación de Sagitario. Las visualizaciones efectuadas con XMM-Newton dejaron saber que su intérvalo de tiempo de rotación era de 3.9 ms, lo que quiere decir que da un giro sobre su eje mucho más de 250 ocasiones por segundo, clasificándolo precisamente como un púlsar milisegundo de rayos X.

No obstante, tras cotejar su periodo de tiempo de rotación y otras especificaciones con las de los otros púlsares de M28, se descubrió que encajaba a la perfección con la descripción de un púlsar visto en 2006 – solo que aquel emitía ondas de radio. Los astrónomos prosiguieron observando el objeto con telescopios de rayos X, pero asimismo comenzaron una sucesión de visualizaciones en la banda de radio, intentando encontrar rastros de un nuevo cambio de personalidad. Lo que no se aguardaban era que este cambio de accionar se generase en cuestión de semanas.

“Creíamos que esta transición solo ocurriría una vez en los una cantidad enorme de millones de años que dura el desarrollo evolutivo de esta clase de sistemas, pero en menos de un mes el púlsar pasó de producir rayos X a ondas de radio y regresó de vuelta al estado inicial, probando que el cambio se puede ocasionar en una escala de tiempo increíblemente corta”, enseña Enrico Bozzo, de la Facultad de Ginebra, Suiza, y coautor de la publicación.

Más allá de que la transformación se causó considerablemente más veloz de lo que se preveía, sus especificaciones todavía coinciden con las teorías recientes. Se considera que la transición se apoya en la interacción entre el campo imantado del púlsar y la presión del material que cae hacia él, que viene de su estrella compañera de baja masa. En el momento en que el fluído de materia que viene de la estrella compañera se acentúa, su alta consistencia inhabilita la emisión de ondas de radio y el púlsar solo es aparente en la banda de los rayos X, merced a la radiación emitida por la materia del disco de acreción en el momento en que se excita al caer hacia la estrella de neutrones. No obstante, en el momento en que la agilidad de acreción reduce, el campo imantado del púlsar se amplía y expulsa cualquier resto de materia, reanudando la emisión de ondas de radio.

Al estudiar los datos del archivo de este púlsar específicamente, los astrónomos descubrieron que estos ciclos se tienen la posibilidad de reiterar en cuestión de unos pocos años. “El hallazgo de este púlsar en transición pone fin a décadas de trabajo intentando encontrar un elemento como este, y nos va a ayudar a entender mejor el desarrollo evolutivo de los púlsares”, apostilla Erik Kuulkers, científico del Emprendimiento Integral para la ESA.

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