Detectan un chorro estelar anómalo en una estrella de neutrones

ABC CIENCIA

Astrónomos han observado que un tipo de estos objetos que no debería emitir chorros de radiación sí lo hace. Esto echa por tierra los modelos y obliga a replantearse lo que se sabe sobre estos fenómenos.

Representación artística de una estrella de neutrones - ICRAR/Universiteit van Amsterdam

Las estrellas de neutrones son básicamente núcleos atómicos de varias decenas de kilómetros de diámetro que giran en el espacio a velocidades de hasta 40.000 revoluciones por minuto. Son cadáveres de estrellas, formados tras la explosión de supernovas, en cuyo interior la materia se ha comprimido hasta el máximo posible, generando una realidad exótica de materia superfluida y superconductora, un potentísimo campo magnético y, cuando le roban el gas a una estrella compañera, chorros o «jets» de energía que brotan de los polos: son auténticos cañones de radio, rayos X o rayos gamma que giran con las estrellas y que a veces pueden detectarse desde la Tierra de forma periódica, lo que hace que estas estrelllas sean conocidas como púlsares.

La masa y la velocidad de rotación de las estrellas de neutrones influyen en sus propiedades y crean diferentes comportamientos y fenómenos. Uno de ellos es que las estrellas de neutrones con campos magnéticos muy potentes no generan chorros o jets de radiación. Pero ahora, una investigación que se ha publicado en la prestigiosa revista Nature, ha demostrado que eso no es cierto. Los investigadores han observado evidencias de un «jet» en uno de estos objetos, lo que tira por tierra dicha hipótesis y obliga a los científicos a replantearse lo que saben sobre la formación de estos chorros.

«Hemos visto "jets" viniendo de todos los tipos de estrellas de neutrones que roban material de sus compañeras (estrellas en sistemas múltiples), con una sola excepción», ha dicho en un comunicado Jakov van den Eijnden, investigador en la Universidad de Ámsterdam. «Nunca hasta ahora habíamos visto un chorro viniendo de una estrella de neutrones con un campo magnético muy potente».

Pero ahora, su observación obliga a revisar en profundidad las ideas sobre cómo se originan los chorros.

Los astrónomos observaron durante tres meses una estrella de neutrones llamada Swift J0243.6+6124 o Sw J0243 a través del radiotelescopio «Karl G. Jansky Very Large Array», o VLA. Este objeto fue descubierto en octubre de 2017 por el telescopio espacial Swift, de la NASA, dedicado al estudio de explosiones de rayos gamma o GRB, cuando dicho objeto emitió un potente pulso de rayos X.

La estrella de neutrones «lenta»

El objeto en cuestión es una estrella de neutrones que gira «lentamente» y que roba material a su estrella compañera, que es significativamente más masiva que el Sol.

Representación artística de Sw J0243: en teoría, el campo magnético es tan intenso que impide que el material del disco de acreción llegue hasta la superficie del púlsar. Eso impide la formación del chorro. Pero estas observaciones dicen que dicha estrella sí tiene un chorro - ICRAR/Universidad de Ámsterdam

Allí los astrónomos no pudieron detectar directamente los chorros, pero sí que captaron un indicio que les ha hecho pensar que, efectivamente, Sw J0243 emite chorros: este es un debilitamiento simultáneo de rayos X y de ondas de radio provenientes de la estrella de neutrones. «Esta es la combinación que hemos visto en otros sistemas que producen chorros», ha aclarado van den Eijnden.

Las teorías dicen que en estrellas de neutrones como Sw J0243 los chorros «brotan» de las líneas de campo magnético que están «ancladas» a las partes del interior de los discos de acreción, la banda de materia robada a las estrellas vecinas y que alimenta a estos voraces objetos. Sin embargo, según van den Eijnden, su hallazgo echa por tierra esta idea.

¿Qué puede estar pasando, entonces, en Sw J0243? Según han sugerido, podría ser que el chorro fuera impulsado por la propia rotación de la estrella. Lo interesante, este mecanismo hipotético predice que los chorros son más débiles en estrellas que giran despacio, cosa que han podido observar en esta ocasión.

Otra de las implicaciones interesantes es que este hallazgo no ha sido posible hasta que el VLA se ha beneficiado de una ampliación de sus instrumentos. Por eso, estos investigadores han pronosticado que ahora podrían empezar a encontrar este tipo de objetos, para fortalecer su hipótesis.

Además, los autores han explicado que este hallazgo puede tener también implicaciones en el conocimiento de otros objetos. Podría significar, tal como han sugerido, que los púlsares ultra-luminosos de rayos X, altamente magnetizados, también podrían producir chorros.

Sea como sea, todo esto permite aprender más sobre el funcionamiento de las estrellas de neutrones, y, por ello, sobre la materia y la energía sometidas a condiciones tan extremas.