El púlsar más brillante y lejano del Universo

Este púlsar también constituye el más distante detectado hasta la fecha: su luz ha viajado 50 millones de años luz antes de ser detectada por XMM-Newton. 

Los púlsares son estrellas de neutrones con un intenso campo magnético que giran sobre sí mismas y emiten pulsos de radiación regulares en dos haces simétricos a través del cosmos. Si dichos haces quedan alineados con la Tierra, parecen proyectar luz intermitente como la de un faro a medida que giran. Estos púlsares fueron anteriormente estrellas masivas que explotaron en forma de supernova al final de su vida, antes de convertirse en pequeños cadáveres estelares extraordinariamente densos. 

Esta fuente de rayos X es la más luminosa de este tipo detectada hasta la fecha: es diez veces más brillante que su predecesora a la cabeza del ranking. En un segundo es capaz de emitir la misma cantidad de energía que nuestro Sol libera en tres años y medio. 

XMM-Newton ha observado varias veces este objeto en los últimos 13 años, y el descubrimiento es el resultado de una búsqueda sistemática de púlsares en su archivo de datos, siendo sus pulsos periódicos de 1,13 segundos lo que ha permitido su identificación.

La señal también había sido detectada en los datos de archivo del telescopio Nustar de la NASA, lo que ha permitido obtener información adicional.

“Antes se creía que los únicos capaces de alcanzar estas extraordinarias luminosidades eran los agujeros negros al menos diez veces más masivos que nuestro Sol, al alimentarse de sus estrellas compañeras. Sin embargo, las pulsaciones rápidas y regulares de esta fuente indican claramente que se trata de una estrella de neutrones y no de un agujero negro”, afirma Gian Luca Israel, del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) -­ Observatorio Astronómico de Roma, Italia, y autor principal del artículo que describe los resultados, publicados esta semana en la publicación Science.

Los datos de archivo también han revelado que la velocidad de rotación del púlsar ha cambiando con el tiempo, pasando de 1,43 s por rotación en 2003 a 1,13 s en 2014. Esa misma aceleración relativa en la rotación de la Tierra haría que, en el mismo periodo de tiempo, cada día se acortara cinco horas.

Como explica Gian Luca: “Solo las estrellas de neutrones son lo bastante compactas como para no desintegrarse al rotar a tal velocidad”.

Aunque no es extraño que la velocidad de rotación de una estrella de neutrones cambie, la alta frecuencia con que esta lo hace probablemente se deba a la rapidez con que el objeto consume la masa de su compañera. 

“Este púlsar verdaderamente desafía nuestra comprensión actual del proceso de acreción de las estrellas de alta luminosidad —reconoce Gian Luca—. Es mil veces más brillante de lo que creíamos posible para una estrella de neutrones en proceso de acreción, así que nuestros modelos precisan de algo más para dar cuenta de la enorme cantidad de energía que libera el objeto”.

Los científicos piensan que debe de haber un potente y complejo campo magnético cerca de su superficie, de modo que la acreción en la superficie de la estrella de neutrones pueda continuar al tiempo que se genera una gran luminosidad.

“El descubrimiento de este insólito objeto, con mucho el más extremo que hayamos descubierto en términos de distancia, luminosidad y velocidad de aumento de su frecuencia de rotación, constituye un nuevo hito para XMM-Newton y va a cambiar nuestra comprensión de cómo funcionan este tipo de objetos ”, prevé Norbert Schartel, científico del proyecto XMM-Newton de la ESA.  

Nota para los editores 

El artículo “An accreting pulsar with extreme properties drives an ultraluminous X-ray source in NGC 5907”, de G.L. Israel está publicado en Science [FECHA].

Este descubrimiento ha sido fruto del proyecto “Exploring the X-ray Transient and variable Sky” (EXTraS).

Para más información:

Markus Bauer








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Gian Luca Israel
INAF, Osservatorio Astronomico di Roma, Italy
Email: gianluca@oa-roma.inaf.it

Norbert Schartel
XMM-Newton project scientist
Email: Norbert.Schartel@esa.int