De sistemas binarios a velocidades récord: los asombrosos detalles de 10 estrellas detectadas a 19 mil años luz

En la constelación de Sagitario, a 19.000 años luz de distancia de la Tierra, existe un cúmulo de estrellas denominado Terzan 5, el cual fue objeto de estudio en varias ocasiones debido a las particularidades de los astros que lo conforman. Si bien ya se conocían 39 púlsares en esa región, un grupo de científicos logró identificar 10 más.

Los púlsares son estrellas de neutrones altamente magnetizadas y extremadamente densas que giran a gran velocidad. Emiten haces de radiación electromagnética desde sus polos que son detectables como pulsos regulares de luz o radio en la Tierra debido a su rápida rotación. Ahora, un gran número de ellos fue detectado y puesto bajo estudio por un equipo internacional de la National Science Foundation - National Radio Astronomy Observatory (NSF - NRAO), el Instituto Max Planck de Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein) (AEI) y el Instituto Max Planck de Radioastronomía. Los resultados del estudio se publicaron en Astronomy & Astrophysics.

Los púlsares se originan a partir del colapso de estrellas masivas cuando se agota su combustible. Esto genera que una masa mayor a la del Sol se comprima en una esfera con un diámetro similar al de una ciudad terrestre, de alrededor de tan solo 20 kilómetros; siendo que, en comparación, una estrella como el Sol comprende un diámetro de 1.4 millones de kilómetros. Debido a esto, son miles de millones de veces más densas que otro tipo de astros.

Desde la NASA afirman que “estas estrellas de neutrones ‘faro’ giratorias comienzan sus vidas como estrellas de entre 7 y 20 veces la masa de nuestro Sol. Algunos giran cientos de veces por segundo, más rápido que las cuchillas de una licuadora doméstica, y poseen campos magnéticos enormemente fuertes”.

Gracias a los datos recopilados por el telescopio Green Bank de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF GBT) sobre el cúmulo globular Terzan 5 durante 20 años, los científicos utilizaron el telescopio MeerKAT del Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica para detectar nuevos púlsares y medir los intervalos de los pulsos de radiación que emiten desde sus polos con el fin de determinar su velocidad de giro.

Esta comparación con la extensa reserva de información del GBT también permitió determinar la posición exacta de los púlsares y observar con precisión los cambios en sus órbitas. Además, hallaron un posible sistema binario de estrellas de neutrones, debido a que sus movimientos sugieren que se atraen gravitacionalmente entre ellas. “De los 3.600 púlsares conocidos en la galaxia, solo 20 han sido identificados como binarias dobles de estrellas de neutrones”, explican desde NSF NRAO en un artículo.

La fuerza gravitacional que ejerce un púlsar sobre otro es capaz de extraer material y energía, lo que resulta en la aceleración del giro de la estrella que pierde masa. Esto podría generar un púlsar de milisegundos (según el tiempo que duraría su período de rotación), por lo que es candidato a ser uno de los púlsares de giro más rápido descubierto dentro de un sistema binario. El que se encuentra en primer lugar actualmente también forma parte de Terzan 5.

Otro gran hallazgo fueron tres sistemas binarios de “arañas”, que se agregaron a los otros cinco que ya se habían detectado en el cúmulo globular. Se trata de la interacción entre una estrella común y un púlsar. Lo que la caracteriza es una red de plasma que es disparada por la estrella de neutrones y causa el deterioro progresivo del segundo astro.

Existen los tipos “espalda roja” y los “viuda negra”, llamados de esa manera por las arañas homónimas que tienden a consumir a sus parejas luego de reproducirse. La diferencia entre ambos es la clase de estrella que el púlsar daña. Los “espalda roja” comprenden estrellas con una masa entre una décima y la mitad de la masa solar, mientras que los “viuda negra” afectan astros con menos del 5% de la masa del Sol.

Dentro de Terzan 5, entonces, se confirmó la existencia de 49 púlsares.

“Es muy inusual encontrar nuevos púlsares exóticos. Pero lo que es realmente emocionante es la amplia variedad de bichos raros en un solo grupo”, comentó Scott Ransom, científico del Observatorio Nacional de Radioastronomía de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF NRAO por sus siglas en inglés), coautor del estudio.

“Estos descubrimientos mejoran aún más el rico conjunto de púlsares conocidos en Terzan 5 y proporcionan un margen para una comprensión más profunda de la evolución estelar binaria, la dinámica de cúmulos y los estudios de poblaciones de conjuntos”, concluyeron los científicos en el estudio.