Descubren una de las estrellas que gira más rápido en el universo

Una nueva estrella de neutrones gira sobre su eje 716 veces por segundo, una velocidad extrema que la convierte en uno de los objetos que giran más rápido que se hayan observado.

Se trata de un objeto pequeño pero extremadamente masivo y de rápida rotación: una estrella de neutrones, parte de un sistema binario de estrellas de rayos X llamado 4U 1820-30. Se encuentra en la constelación de Sagitario, cerca del centro de nuestra galaxia.

"Estábamos estudiando las explosiones termonucleares de este sistema y luego encontramos oscilaciones notables, lo que sugiere una estrella de neutrones que gira alrededor de su eje central a una asombrosa velocidad de 716 veces por segundo", dice el científico principal Dr. Gaurava K. Jaisawal de DTU Space en la Universidad Técnica de Dinamarca, que forma parte de un equipo internacional de investigadores detrás del nuevo hallazgo y es el primer autor del artículo que acaba de publicarse en The Astrophysical Journal.

"Si las futuras observaciones lo confirman, la estrella de neutrones 4U 1820-30 sería uno de los objetos que gira más rápido jamás observados en el universo, igualado sólo por otra estrella de neutrones llamada PSR J1748-2446".

La estrella de neutrones fue observada utilizando el telescopio de rayos X NICER de la NASA, equipado con tecnología de seguimiento de estrellas de DTU Space y montado fuera de la Estación Espacial Internacional. El sistema de cámara de seguimiento de estrellas garantiza que el instrumento de rayos X apunte constantemente en la dirección correcta y apunte correctamente a las pequeñas estrellas de neutrones lejanas en la Vía Láctea.

Una estrella de neutrones, también llamada estrella muerta, consiste en el remanente de una estrella grande y masiva que ha explotado en una supernova. Se han descubierto unos pocos miles de ellas, y son extremas en muchos sentidos.

Son los objetos más densos que se pueden observar en el cosmos. La nueva estrella de neutrones tiene sólo 12 km de diámetro, pero tiene una masa 1,4 veces mayor que la del Sol.

Se encuentra a 26.000 años luz de la Tierra. En comparación, la distancia a la estrella más cercana a la Tierra, Próxima Centauri, es de unos 4,3 años luz. Esto significa que la luz de Próxima Centauri tarda 4,3 años en llegar a nosotros en la Tierra, mientras que la luz de la estrella de neutrones viaja durante 26.000 años antes de que la veamos en la Tierra.

La estrella de neutrones forma parte de un sistema binario de estrellas de rayos X. Este tipo de sistema consta de dos estrellas que orbitan entre sí. Lo que también es peculiar del sistema 4U 1820-30 es que la estrella compañera es una enana blanca del mismo tamaño que la Tierra. Se sabe que orbita alrededor de la estrella de neutrones cada 11 minutos, lo que lo convierte en el sistema con el período orbital más corto conocido.

Debido a su intensa gravedad, la estrella de neutrones atrae material de su estrella compañera. Cuando se ha acumulado suficiente material en su superficie, se produce una violenta explosión termonuclear en la estrella de neutrones, similar a una bomba atómica.

"Durante estos estallidos, la estrella de neutrones se vuelve hasta 100.000 veces más brillante que el Sol, liberando una inmensa cantidad de energía", explica el profesor asociado de DTU Space, Jerome Chenevez, que contribuyó al nuevo estudio.

"Por tanto, estamos tratando con fenómenos muy extremos y, al estudiarlos, obtenemos nuevos conocimientos sobre los ciclos de vida existentes de los sistemas estelares binarios y la formación de elementos en el universo".

A través de las observaciones realizadas con NICER entre 2017 y 2021, los investigadores descubrieron 15 estallidos de rayos X termonucleares procedentes de 4U 1820-30. Uno de estos estallidos mostró una firma conocida como oscilaciones de estallido termonuclear, que se producen a una frecuencia de 716 Hz. Estas oscilaciones de estallido coinciden con la frecuencia de giro de la propia estrella de neutrones, lo que significa que gira sobre su eje a una velocidad récord de 716 veces por segundo.