Descubierta la estrella que gira más rápido del universo
Astrónomos descubren en la Vía Láctea una estrella de neutrones que gira sobre su eje a una velocidad de vértigo. Rota 716 veces por segundo, lo que la convierte en uno de los objetos que giran más rápido jamás observados en el universo. Se trata de un récord solo igualado por otra estrella de neutrones.
Por Enrique Coperías
Recreación artística de una estrella de neutrones girando a toda velocidad. Imagen generada con Copilot
La Vía Láctea, esto es, nuestra galaxia, sigue guardando muchos secretos sobre el universo. Ahora, investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU) han conseguido desvelar uno de ellos gracias a un telescopio espacial de rayos X montado en la Estación Espacial Internacional (ISS).
Se trata de un objeto pequeño pero extremadamente masivo y giratorio: una estrella de neutrones que forma parte de un sistema estelar binario de rayos X denominado 4U 1820-30. Se encuentra en la constelación de Sagitario, hacia el centro de nuestra galaxia.
No hay que olvidar que las binarias de rayos X son sistemas estelares compuestos por dos estrellas, donde al menos una de ellas es una estrella de neutrones o un agujero negro. Estas estrellas orbitan entre sí, y, debido a la gravedad intensa del objeto compacto, se produce una transferencia de materia desde una estrella normal hacia el objeto compacto.
Energía en forma de rayos X
Este proceso genera una enorme cantidad de energía, que se emite en forma de rayos X, lo que hace que estos sistemas sean detectables por los telescopios de rayos X. Las binarias de rayos X son importantes para el estudio de la física extrema, la evolución estelar y la naturaleza de la materia en condiciones de alta densidad.
«Estábamos estudiando las explosiones termonucleares de este sistema y descubrimos unas oscilaciones extraordinarias que sugerían que una estrella de neutrones giraba alrededor de su eje central a la asombrosa velocidad de 716 veces por segundo», explica Gaurava K. Jaisawal, científico jefe de la DTU Space en la Universidad Técnica de Dinamarca. Jaisawal forma parte del equipo internacional de investigadores que ha realizado el nuevo hallazgo y es el primer autor de un artículo al respecto que acaba de publicarse en la prestigiosa revista Astrohysical Journal.
Dos estrellas de neutrones en competición
«Si las observaciones futuras lo confirman, la estrella de neutrones 4U 1820-30 sería uno de los objetos que giran más rápido jamás observados en el universo, solo igualado por otra estrella de neutrones llamada PSR J1748-2446».
La estrella de neutrones se observó con el telescopio de rayos X NICER de la NASA, un instrumento instalado en la Estación Espacial Internacional (EEI) diseñado para estudiar estrellas de neutrones y otros fenómenos astrofísicos. Lanzado en 2017, NICER tiene como principal objetivo medir la estructura y composición del interior de las estrellas de neutrones, así como observar púlsares y fuentes de rayos X.
El sistema de cámara de seguimiento de estrellas del NICER 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 consiste en el remanente de una gran estrella masiva que ha explotado en una supernova. Se han descubierto unos cuantos miles de ellas, y son extremas en muchos sentidos.
La estrella de neutrones fue observada en el sistema estelar binario de rayos X conocido como 4U 1820-30, en la constelación de Sagitario, hacia el centro de nuestra galaxia. Fue localizado con el telescopio de rayos X NICER de la NASA, equipado con tecnología de seguimiento de estrellas de la DTU Space y montado fuera de la Estación Espacial Internacional. Foto: NASA
Una enana blanca como compañera
Son los objetos más densos que pueden observarse en el cosmos: Una estrella de neutrones puede contener 500.000 veces la masa de la Tierra en una esfera de un diámetro de una decena de kilómetros.
En concreto, 4U 1820-30 solo mide 12 km de diámetro, pero tiene una masa 1,4 veces superior a 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 nuestro planeta, mientras que la luz de la estrella de neutrones 4U 1820-30 viaja durante 26.000 años antes de que la veamos en la Tierra.
La estrella de neutrones forma parte de un sistema estelar binario de rayos X. Este sistema está formado por dos estrellas que orbitan una alrededor de la otra. Lo peculiar del sistema 4U 1820-30 es que la estrella compañera es una enana blanca del tamaño de la Tierra. Se sabe que orbita alrededor de la estrella de neutrones cada once minutos, lo que la convierte en el sistema con el periodo orbital más corto conocido.
Ráfagas superficiales tan potentes como bombas atómicas
Debido a su intensa gravedad, la estrella de neutrones arrastra material de su estrella compañera. Cuando se ha acumulado suficiente material en su superficie, ocurre un violento estallido termonuclear en la estrella de neutrones, similar al de una bomba atómica.
«Durante estos estallidos, la estrella de neutrones se vuelve hasta 100.000 veces más brillante que el Sol, y libera una inmensa cantidad de energía —explica el profesor asociado de la DTU Space, Jerome Chenevez, que ha colaborado en el nuevo artículo publicado en Astrophysical Journal. Y añade—: Se trata, pues, de fenómenos muy extremos cuyo estudio nos permite comprender mejor los ciclos vitales de los sistemas estelares binarios y la formación de elementos en el universo».
Mediante observaciones realizadas con NICER entre 2017 y 2021, los investigadores descubrieron quince estallidos termonucleares de rayos X procedentes del sistema estelar binario de rayos X 4U 1820-30. Fue uno de estos estallidos el que mostró una firma conocida como oscilaciones de estallido termonuclear, que se producen a una frecuencia de 716 Hz.
Estas oscilaciones 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. ▪️
Información facilitada por la Universidad Técnica de Dinamarca
Fuente: Gaurava K. Jaisawal et al. A Comprehensive Study of Thermonuclear X-Ray Bursts from 4U 1820–30 with NICER - Accretion Disk Interactions and a Candidate Burst Oscillation. The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad794e
