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Descubierta la viuda negra estelar con el periodo orbital más corto del cosmos

Por primera vez se ha descubierto un púlsar de milisegundos a través de su emisión de rayos gamma. El periodo orbital de PSR J1311-3430, situado en la constelación de Centaurus, es de tan solo 93 minutos. Es un sistema binario denominado ‘viuda negra’ porque la radiación emitida por el púlsar evapora poco a poco a su estrella acompañante. El el hallazgo han participado investigadores del CSIC.

Esta impresión artística muestra cómo la energía de radiación gamma emitida por el pulsar calienta y evapora su estrella acompañante. Imagen: NASA/ESA
Hallan la viuda negra estelar con el periodo orbital más breve del universo. Foto: NASA/ESA

Por primera vez se ha descubierto un púlsar de milisegundos a través de su emisión de rayos gamma. El periodo orbital de PSR J1311-3430, situado en la constelación de Centaurus, es de tan solo 93 minutos. Es un sistema binario denominado ‘viuda negra’ porque la radiación emitida por el púlsar evapora poco a poco a su estrella acompañante. El el hallazgo han participado investigadores del CSIC.

Mientras que la Tierra tarda 365 días en completar su órbita, el púlsar recién descubierto PSRJ1311‐3430 lo hace en tan solo 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, en cuyo descubrimiento ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas(CSIC), 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 el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña) 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”.

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”.

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

Un baile rápido

Durante los 93 minutos en los que PSR J1311‐3430 tarda en recorrer su órbita, este rota casi 2.800.000 veces sobre sí mismo, puesto que su periodo de rotación es de tan solo 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, solo 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 solo 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.

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 tan solo 520.000 kilómetros, lo que equivale a 1,4 veces la distancia entre la Tierra y la Luna.

Referencia bibliográfica:

H. J. Pletsch et al. "Binary Millisecond Pulsar Discoverty via Gamma‐Ray Puslations". Science. DOI:10.1126/science.1229054

Fuente: CSIC
Derechos: Creative Commons
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