XMM-Newton detecta por primera vez emisión de ambas estrellas en un púlsar binario

An animation of the double pulsar system
1 julio 2008

Por primera vez el telescopio de rayos X de la ESA, XMM-Newton, ha detectado la emisión de ambas estrellas en un púlsar binario, y al hacerlo ha descubierto una mina de oro científica. Cada una de las estrellas de este compacto sistema es una densa estrella de neutrones, girando increíblemente deprisa y emitiendo pulsos de rayos X.

El púlsar binario PSR J0737-3039 fue descubierto por primera vez en 2003 con radiotelescopios. Los rayos X permiten observarlo más en profundidad, y estudiar el sistema de forma más completa.

Ver dos púlsares orbitándose mutuamente en un sistema binario es en sí mismo muy poco habitual. PSR J0737-3039 contiene una estrella de neutrones ‘vaga’ que rota lentamente (púlsar B), y que orbita en torno a una compañera mucho más rápida y energética (púlsar A).

Cada púlsar o estrella de neutrones es el corazón muerto de una estrella que fue en su día masiva, y que hoy rota rápidamente. “Estas estrellas son tan densas que una taza de materia de estrella de neutrones pesaría lo mismo que el Everest”, dice Alberto Pellizzoni, autor principal del artículo donde se presentan estos resultados. “A eso hay que añadir que ambas estrellas giran realmente muy cerca la una de la otra; están a sólo 3 segundos-luz de distancia, aproximadamente el triple de la distancia entre la Tierra y la Luna”.

El sistema es una mina de oro para los científicos, un laboratorio perfecto para físicos de altas energías y una fuente interminable de interesantes problemas físicos”.

XMM-Newton descubrió la emisión en rayos X de ambos púlsares en Octubre de 2006. Lo que el equipo de Pellizzoni estaba observando no podía ser explicado con un único púlsar, el A, ya identificado como la única ‘planta de energía’ importante del sistema. Por otra parte, los pulsos de rayos X del púlsar B eran demasiado intensos. Los rayos X observados no podían explicarse únicamente por la energía emitida por su rotación. También se descartó que los rayos X que se observaban fueran producto del calor interno residual de este púlsar de 50 millones de años de edad.

Pulsar B es una rareza, por cuanto es muy distinto de un púlsar ‘normal’. “Una posible solución para el misterio podría ser la interacción mutua entre las dos estrellas, en la que la estrella ‘vaga’ obtiene energía de la otra”, dice Pellizzoni. La emisión en rayos X del púlsar B podría ser visible porque los vientos del púlsar A interfieren con la magnetosfera del púlsar B, cediendo energía a los vientos del púlsar B y calentando la superficie de la estrella.

XMM-Newton
XMM-Newton

Los procesos físicos fundamentales implicados en estas interacciones extremas son tema de debate entre los físicos teóricos. Pero ahora las observaciones de XMM-Newton ofrecen a los científicos una nueva perspectiva y un nuevo marco experimental. Las observaciones en rayos X permitirán estudiar la capa sub-superficial y la magnetosfera de estas estrellas, así como la interacción entre ambas en este ambiente cerrado y energético.

Dado lo cerrado y denso de las estrellas de este sistema, PSR J0737-3039 es de gran interés para el estudio de teorías de campo fuerte gravitatorio. Las futuras pruebas a la relatividad general que se realicen mediante observaciones en radio de este sistema superarán a las mejores pruebas ahora disponibles, basadas en observaciones en el Sistema Solar. Este púlsar binario es también un laboratorio único para estudios en otros campos, desde las ecuaciones de estado de materia súper-densa a la magnetohidrodinámica.

Nota a los editores:

Estos resultados se presentan en el trabajo ‘PSRJ0737−3039: Interacting pulsars in X-rays’, de A. Pellizzoni, A. Tiengo, A. De Luca, P. Esposito, y S. Mereghetti, publicado en Astrophysical Journal en May 2008.

Para más Información:

Alberto Pellizzoni, INAF/IASF, Milan, Italy
Email: alberto @ iasf-milano.inaf.it

Norbert Schartel, ESA XMM-Newton Project Scientist
Email: Norbert.Schartel @ esa.int

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