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Ciencia.-Novedosa visión de una estrella de neutrones devorando a su compañera

Telescopios espaciales y en tierra han revelado por primera vez ráfagas de vientos procedentes de una estrella de neutrones mientras consume materia de una estrella cercana.

MADRID, 2 (EUROPA PRESS)

Telescopios espaciales y en tierra han revelado por primera vez ráfagas de vientos procedentes de una estrella de neutrones mientras consume materia de una estrella cercana.

Este descubrimiento, publicado en la revista ‘Nature’, proporciona una nueva visión del comportamiento de algunos de los objetos más extremos del universo.

Las binarias de rayos X de baja masa (LMXB) son sistemas que contienen una estrella de neutrones o un agujero negro. Se alimentan de material arrancado de una estrella vecina, un proceso conocido como acreción. La mayor parte de la acreción se produce durante erupciones violentas en las que los sistemas se iluminan de forma espectacular. Al mismo tiempo, parte del material que entra en espiral es impulsado de vuelta al espacio en forma de vientos y chorros del disco.

Los signos más comunes de salida de material de los objetos astronómicos están asociados al gas «caliente». A pesar de ello, hasta ahora sólo se habían observado vientos de gas «caliente» o «frío» en binarias transitorias de rayos X.

En este nuevo estudio, un equipo de investigadores de once países, dirigido por la Universidad de Southampton, estudió la reciente erupción de la binaria de rayos X conocida como Swift J1858. Para ello utilizaron una combinación de telescopios, entre los que se encuentran el telescopio espacial Hubble (HST) de la NASA, el satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, el Very Large Telescope (VLT) de la Organización Europea del Observatorio Austral y el Gran Telescopio Canarias (GTC) español.

Los resultados mostraron firmas persistentes de un viento cálido en longitudes de onda ultravioleta que se producen al mismo tiempo que las firmas de un viento frío en longitudes de onda ópticas. Es la primera vez que se observan vientos procedentes de un sistema de este tipo en diferentes bandas del espectro electromagnético.

El autor principal, el doctor Noel Castro Segura, de la Universidad de Southampton, explica que «las erupciones como ésta son raras y cada una de ellas es única. Normalmente están muy oscurecidas por el polvo interestelar, lo que dificulta mucho su observación. Swift J1858 era especial, porque aunque se encuentra al otro lado de nuestra galaxia, el oscurecimiento era lo suficientemente pequeño como para permitir un estudio completo en varias longitudes de onda», señala.

«Sólo otro sistema -el agujero negro binario de rayos X, V404 Cyg- ha mostrado propiedades similares. Sin embargo, nuestro intento de realizar el mismo experimento en ese sistema no tuvo éxito, porque la erupción terminó antes de que pudiéramos conseguir que los telescopios terrestres y espaciales la observaran simultáneamente», añade en un comunicado el coautor, el doctor Hernández Santisteban, de la Universidad de St Andrews.

Swift J1858 es un evento transitorio de rayos X recientemente descubierto que muestra una variabilidad extrema en todo el espectro electromagnético, lo que supuso una oportunidad única.

«Todos los astrónomos del campo estaban increíblemente entusiasmados, hasta el punto de que combinamos nuestros esfuerzos para cubrir todo el espectro, desde la radio hasta los rayos X, utilizando observatorios de última generación en la Tierra y en el espacio», continúa el doctor Castro Segura.

La coautora Nathalie Degenaar, de la Universidad de Ámsterdam, añade que «las estrellas de neutrones tienen una atracción gravitatoria inmensamente fuerte que les permite engullir gas de otras estrellas. Sin embargo, los caníbales estelares son comedores desordenados y gran parte del gas que las estrellas de neutrones atraen hacia ellas no se consume, sino que se lanza al espacio a gran velocidad».

«Este comportamiento tiene un gran impacto tanto en la propia estrella de neutrones como en su entorno inmediato –prosigue–. En este artículo informamos sobre un nuevo descubrimiento que proporciona información clave sobre los desordenados patrones de alimentación de estos monstruos cósmicos de las galletas».

«Esta vez tuvimos la suerte cósmica de nuestro lado, ya que pudimos coordinar diez telescopios y apuntarlos hacia la J1858, todo ello mientras estaba completamente activa. Esto nos permite obtener mucha más información, ya que podemos utilizar diferentes técnicas en distintas longitudes de onda», reconoce el doctor Hernández Santisteban.

Degenaar añade que «el diseño de una campaña de observación tan ambiciosa -construida en torno a los mejores telescopios de la Tierra y del espacio- fue un reto enorme. Por ello, es increíblemente emocionante que todo este trabajo haya dado sus frutos y nos haya permitido hacer un descubrimiento clave que no habría sido posible de otro modo», resalta.

Además de descubrir los diferentes tipos de vientos, el equipo pudo estudiar la evolución temporal del gas que sale. Descubrieron que el viento caliente no se veía afectado por las fuertes variaciones de brillo del sistema. La ausencia de tal respuesta había sido previamente una predicción teórica no confirmada basada en sofisticadas simulaciones.

«En esta investigación combinamos las capacidades únicas del HST con los mejores telescopios terrestres, como el VLT y el GTC, para obtener una imagen completa de la dinámica del gas en el sistema, desde el infrarrojo cercano hasta las longitudes de onda ultravioleta. Esto nos ha permitido desvelar por primera vez la verdadera naturaleza de estos potentes flujos de salida», afirma Castro Segura.

«Nuestra comprensión de las causas de estos vientos, y de lo fundamentales que son para la evolución de estos sistemas a lo largo del tiempo, es, en el mejor de los casos, escasa», reconoce el coautor, el doctor Knox S. Long, astrónomo emérito del Space Telescope Science Institute.

Por ello, asegura estar «entusiasmado porque los descubrimientos nos ofrecen una nueva ventana a estos fenómenos y, en última instancia, podrían ayudarnos a construir una comprensión más concreta de las condiciones físicas necesarias para impulsar los vientos en una gama más amplia de objetos astrofísicos».

«Los nuevos conocimientos que aportan nuestros resultados son fundamentales para comprender cómo interactúan estos objetos con su entorno –concluye el doctor Castro Segura–. Al arrojar energía y materia a la galaxia, contribuyen a la formación de nuevas generaciones de estrellas y a la evolución de la propia galaxia».

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