Viejo púlsar aún late

Concepción artística del antiguo púlsar J0108. Crédito de la imagen: X-ray: NASA/CXC/Penn State/G.Pavlov et al. Optical: ESO/VLT/UCL/R.Mignani et al. Illustration: CXC/M. Weiss

El púlsar aislado más antiguo jamás detectado en rayos-X ha sido detectado con el Observatorio de rayos-X Chandra de la NASA. Este antiguo y exótico objeto resulta ser sorprendentemente activo.

El púlsar, PSR J0108-1431 (J0108 para abreviar) tiene aproximadamente 200 millones de años de antigüedad. Entre los púlsares aislados – aquellos que no han surgido en un sistema binario – es unas 10 veces más antiguo que el anterior poseedor del récord en una detección de rayos-X. A una distancia de 770 años luz, es uno de los púlsares más cercanos conocido.

Los púlsares nacen cuando las estrellas que son mucho más masivas que el Sol colapsan en una explosión de supernova, dejando tras de sí un núcleo pequeño e increíblemente pesado, conocido como estrella de neutrones. En su nacimiento, estas estrellas de neutrones, las cuales contienen los materiales más densos conocidos en el universo, giran con rapidez, hasta a cientos de revoluciones por segundo. Conforme rotan, los rayos de su radiación se ven como pulsos por un observador lejano, de forma similar a los rayos de un faro, de ahí que los astrónomos los llamen “púlsares”.

Los astrónomos observan un frenado gradual en la rotación de los púlsares conforme irradian energía hacia el exterior. Las observaciones de radio de J0108 demuestran que es uno de los púlsares más antiguos y tenues conocidos, girando sólo ligeramente más rápido de una revolución por segundo.

La sorpresa llegó cuando un equipo de astrónomos liderados por George Pavlov de la Universidad Estatal de Pennsylvania observó J0108 en rayos-X con Chandra. Encontraron que brillaba en rayos-X con mucha más fuerza de lo esperado para un púlsar de una edad tan avanzada.

Parte de la energía que pierde J0108 conforme gira más lentamente se convierte en radiación X. La eficiencia de este proceso en J0108 se ha encontrado que es mayor que para cualquier otro púlsar conocido.

“Esta púlsar está bombeando radiación de alta energía de forma mucho más eficiente que sus primos más jóvenes”, dijo Pavlov. “Por lo que, aunque claramente se apaga conforme se hace más viejo, está manteniéndose muy bien comparado con las generaciones más jóvenes”.

Es probable que se estén produciendo dos formas de emisiones de rayos-X en J0108: emisiones procedentes de las partículas que giran en espiral alrededor de los campos magnéticos, y las emisiones procedentes de áreas calentadas alrededor de los polos magnéticos de la estrella de neutrones. Medir la temperatura y tamaño de estas regiones calentadas puede proporcionar una valiosa visión en las propiedades extraordinarias de la superficie de la estrella de neutrones y el proceso por el cual las partículas cargadas son aceleradas para el púlsar.

Los púlsares más jóvenes y brillantes comúnmente detectados por los telescopios de radio y de rayos-X no son representativos de la población completa de objetos, por lo que observar objetos como J0108 ayuda a los astrónomos a ver un rango de comportamientos más completo. A su avanzada edad, J0108 está cerca de la conocida como “línea de la muerte del púlsar”, donde su pulsante radiación se espera que se apague y sea mucho más difícil, si no imposible, observarlo.

“Ahora podemos explorar las propiedades de este púlsar en un régimen donde ningún otro púlsar había sisdo detectado fuera del rango de las ondas de radio”, dijo el coautor Oleg Kargaltsev de la Universidad de Florida. “Para comprender las propiedades de los ‘púlsares moribundos’, es importante estudiar su radiación en rayos-X. Nuestro hallazgo de que un púlsar muy viejo puede ser un emisor tan eficiente de rayos-X nos da la esperanza de descubrir nuevos púlsares cercanos de esta clase a través de las emisiones de rayos-X”.

Se informó de las observaciones de Chandra por parte de Pavlov y sus colegas en el ejemplar del 20 de enero de 2009 de la revista Astrophysical Journal. No obstante, la extrema naturaleza de J0108 no se hizo completamente aparente hasta que se informó de una nueva distancia al mismo el 6 de febrero en la tesis doctoral de Adam Deller de la Universidad Swinburne en Australia. La nueva distancia es mayor y más procesa que la distancia usada en el artículo de Chandra, demostrando que J0108 era más brillante en rayos-X de lo que se pensaba anteriormente.

“De pronto este púlsar se hizo el poseedor del récord por su capacidad de crear rayos-X”, dijo Pavlov, “y nuestro resultado se hace incluso más interesante sin que hayamos hechos mucho más trabajo extra”. La posición del púlsar visto por Chandra en rayos-X a principios de 2007 es ligeramente diferente de la posición de radio observada a inicios de 2001. Esto implica que el púlsar se mueve a una velocidad de aproximadamente 700 000 kilómetros por hora, cerca del valor típico para los púlsares.

Actualmente el púlsar se mueve hacia el sir del plano de la Vía Láctea, pero debido a que se mueve más lentamente que la velocidad de escape de la galaxia, finalmente girará hacia el plano de la galaxia en la dirección opuesta.

La detección de este movimiento ha permitido a Roberto Mignani del University College de Londres, en colaboración con Pavlov y Kargaltsev, la posible detección de J0108 en luz óptica, usando estimaciones de dónde debería encontrarse en una imagen tomada en 2000. Tal estudio en múltiples longitudes de onda del viejo púlsar es crítico para la comprensión de la evolución a largo plazo de las estrellas de neutrones, con medidas como cómo se enfrían con el tiempo, y cómo evolucionan sus potentes campos magnéticos.

El equipo de astrónomos que trabajó con Pavlov también incluye a Gordon Garmire y Jared Wong de la Universidad Estatal de Pennsylnavia.


Fecha Original: 26 de febrero de 2009
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Comment (1)

  1. ¿Tendrá razón Miguel Ríos? (los viejos pulsáres nunca mueren)

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