Viuda Negra con el periodo orbital más corto observado

Mientras que la Tierra tarda 365 días en completar su órbita, el púlsar recién descubierto PSRJ1311‐3430 lo hace en tan sólo 93 minutos, lo que le convierte en la estrella de neutrones de un sistema binario con el periodo orbital más corto medido hasta la fecha. Se trata, además, del primer hallazgo de un púlsar de milisegundos realizado gracias a su emisión de rayos gamma.
Las peculiaridades de este nuevo objeto, aparecen recogidas en la revista Science.

A este tipo de sistemas binarios se les conoce popularmente como 'viudas negras' debido a que durante el baile que efectúan el púlsar y su estrella acompañante alrededor del centro de masa, el fuerte viento de partículas emitido por el primero provoca la paulatina vaporización de la segunda. La investigadora del Instituto de Ciencias del Espacio (centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Barcelona) Daniela Hadasch, que ha participado en el trabajo, compara este fenómeno con “la gran hembra de araña que devora al macho, de menor tamaño, tras el apareamiento”.

El inusual PSR J1311-3430 sistema de pulsar con el primer púlsar de milisegundos descubierto únicamente por su faro, como emisiones de rayos gamma (magenta). El sistema pulsar es sin precedentes tan compacto que se ajuste completamente dentro de nuestro sol. Esta representación esquemática muestra el Sol, la órbita del compañero y la compañera en su tamaño máximo posible a escala real, el púlsar se ha ampliado enormemente en contraste. Crédito: © SDO/AIA (sun), AEI

Una de las características más relevantes de la investigación estriba en la propia naturaleza del hallazgo ya que, por primera vez, se ha basado en la radiación gamma emitida por el púlsar. Hadasch afirma: “Hasta ahora, los púlsares con un periodo de rotación de milisegundos solo podían ser detectados mediante sus emisiones de radio”.

El equipo liderado por investigadores del Instituto Max Planck (Alemania) ha desarrollado una nueva metodología de análisis gracias a la cual ha sido posible el seguimiento de este tipo de radiación. Por su parte, Andrea Caliandro, investigador en el mismo centro que Hadasch y también colaborador de la investigación, comenta: “La nube de vapor generada por la estrella acompañante del púlsar absorbe la mayor parte de sus emisiones de radio, lo que ha dificultado su descubrimiento”.

Esta impresión artística muestra cómo la energía de radiación gamma emitida por el pulsar calienta y evapora su estrella acompañante. Crédito: NASA/ESA

Caliandro confía en que “la nueva metodología desarrollada en esta investigación facilite el hallazgo de estos esquivos objetos estelares”.

Durante los 93 minutos en los que PSR J1311‐3430 tarda en recorrer su órbita, rota casi 2.800.000 veces sobre sí mismo, puesto que su periodo de rotación es de tan sólo 2,56 milisegundos, lo que lo convierte en uno de los más veloces del cosmos y el primero en ser detectado a través de su radiación gamma.

Aproximadamente, sólo en una de cada millón de sus rotaciones, el púlsar emite un único fotón que logra alcanzar el telescopio Fermi. El equipo de investigación ha utilizado los datos recogidos durante cuatro años por este observatorio espacial de rayos gamma.

Por su parte, la estrella que acompaña a PSR J1311‐3430 “ha resultado ser inusualmente densa”, asegura Hadasch. Mientras que su diámetro es de tan sólo 88.000 kilómetros, aproximadamente el 60% del tamaño de Júpiter, su masa es unas ocho veces superior a la de dicho planeta. Estas cifras le confieren una densidad equivalente a 30 veces la del Sol.

Un púlsar y su cola Misteriosa: Una estrella de neutrones giratoria está ligado a una misteriosa cola - o al menos eso parece. Los astrónomos que usan Chandra de la NASA Observatorio de rayos X encontró que este púlsar, conocido como PSR J0357 3205 (o PSR J0357 para abreviar), al parecer, tiene una larga y brillante de rayos X de la cola de transmisión fuera de ella. Esta imagen compuesta muestra los datos de Chandra en datos de la Encuesta de color azul y Digitized Sky en amarillo. La posición del pulsar, en el extremo superior derecho de la cola se ve pasando el ratón sobre la imagen. Las dos fuentes luminosas situadas cerca del extremo inferior izquierdo de la cola son los dos pensamos que los objetos no relacionados fondo ubicados fuera de nuestra galaxia. PSR J0357 fue descubierto por el Telescopio Espacial Fermi Gamma Ray en 2009. Los astrónomos calculan que el púlsar se encuentra a unos 1.600 años luz de la Tierra y es cerca de medio millón de años, lo que hace que sea más o menos de mediana edad para este tipo de objeto. Crédito: X-ray: NASA/CXC/IUSS/A.De Luca et al; Optical: DSS

Esta estrella, cuyo núcleo se supone de helio, decrecería paulatinamente a medida que se calienta y evapora por la radiación del púlsar. Por el contrario, dicha masa desprendida sería asimilada por el púlsar, lo que aumentaría cada vez más su velocidad de rotación. Ambos compañeros, localizados en la constelación de Centaurus, están separados por sólo 520.000 kilómetros, lo que equivale a 1,4 veces la distancia entre la Tierra y la Luna.

Referencia: CSIC