Esta imagen, tomada por el observatorio XMM-Newton de la ESA, muestra el corazón del remanente de supernova RCW103. Una nueva estrella de neutrones normalmente gira bastante rápido, pero luego su poderoso campo magnético la ralentiza. Pero un campo magnético no podría hacer eso dentro de 2.000 años, como han observado los astrónomos.
Gracias a los datos del satélite XMM-Newton de la ESA, un equipo de científicos que observa más de cerca un objeto descubierto hace más de 25 años descubrió que es como ningún otro conocido en nuestra galaxia.
El objeto está en el corazón del remanente de supernova RCW103, los restos gaseosos de una estrella que explotó hace unos 2 000 años. Tomado al pie de la letra, RCW103 y su fuente central parecerían ser un ejemplo de libro de texto de lo que queda después de una explosión de supernova: una burbuja de material expulsado y una estrella de neutrones.
Sin embargo, una observación profunda y continua de 24.5 horas ha revelado algo mucho más complejo e intrigante. El equipo, del Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica (IASF) del Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) en Milán, Italia, descubrió que la emisión de la fuente central varía con un ciclo que se repite cada 6,7 horas. Este es un período sorprendentemente largo, decenas de miles de veces más de lo esperado para una joven estrella de neutrones. Además, las propiedades espectrales y temporales del objeto difieren de una observación anterior de XMM-Newton de esta misma fuente en 2001.
"El comportamiento que vemos es especialmente desconcertante en vista de su corta edad, menos de 2 000 años", dijo Andrea De Luca de IASF-INAF, el autor principal. “Es una reminiscencia de una fuente multimillonaria. Durante años hemos tenido la sensación de que el objeto es diferente, pero nunca supimos qué tan diferente hasta ahora ".
El objeto se llama 1E161348-5055, que los científicos han apodado convenientemente 1E (donde E significa Observatorio Einstein que descubrió la fuente). Está incrustado casi perfectamente en el centro de RCW 103, a unos 10 000 años luz de distancia en la constelación Norma. La alineación casi perfecta de 1E en el centro de RCW 103 deja a los astrónomos bastante seguros de que los dos nacieron en el mismo evento catastrófico.
Cuando una estrella al menos ocho veces más masiva que nuestro sol se queda sin combustible para arder, explota en un evento llamado supernova. El núcleo estelar implosiona, formando una pepita densa llamada estrella de neutrones o, si hay suficiente masa, un agujero negro. Una estrella de neutrones contiene aproximadamente el equivalente al sol de una masa apiñada en una esfera de solo unos 20 kilómetros de diámetro.
Los científicos han buscado durante años la periodicidad de 1E para obtener más información sobre sus propiedades, como la velocidad de rotación o si tiene un compañero.
"Nuestra detección clara de un período tan largo junto con la variabilidad secular en la emisión de rayos X es una fuente muy extraña", dijo Patrizia Caraveo de INAF, coautora y líder del Grupo Milano. "Tales propiedades en un objeto compacto de 2000 años nos dejan con dos escenarios probables, esencialmente una fuente que funciona con acreción o con campo magnético".
1E podría ser un magnetar aislado, una subclase exótica de estrellas de neutrones altamente magnetizadas. Aquí, las líneas del campo magnético actúan como frenos para la estrella giratoria, liberando energía. Se conocen alrededor de una docena de magnetares. Pero los magnetares generalmente giran varias veces por minuto. Si 1E gira solo una vez cada 6.67 horas, como indica la detección del período, el campo magnético necesario para desacelerar la estrella de neutrones en solo 2000 años sería demasiado grande para ser plausible.
Sin embargo, un campo magnético magnetar estándar podría hacer el truco, si un disco de escombros, formado por el material sobrante de la estrella explotada, también está ayudando a disminuir el giro de la estrella de neutrones. Este escenario nunca antes se había observado y apuntaría a un nuevo tipo de evolución de la estrella de neutrones.
Alternativamente, el largo período de 6.67 horas podría ser el período orbital de un sistema binario. Tal imagen requiere que una estrella normal de baja masa se las arregle para permanecer unida al objeto compacto generado por la explosión de supernova hace 2000 años. Las observaciones permiten un compañero de la mitad de la masa de nuestro Sol, o incluso más pequeño.
Pero 1E sería un ejemplo sin precedentes de un sistema binario de rayos X de baja masa en su infancia, un millón de veces más joven que los sistemas binarios de rayos X estándar con compañeros de luz. La edad temprana no es la única peculiaridad de 1E. El patrón cíclico de la fuente es mucho más pronunciado que el observado para docenas de sistemas binarios de rayos X de baja masa que requieren un proceso inusual de alimentación de estrellas de neutrones.
Un proceso de doble acreción podría explicar su comportamiento: el objeto compacto captura una fracción del viento de la estrella enana (acreción del viento), pero también puede extraer gas de las capas externas de su compañero, que se deposita en un disco de acreción (disco acreción). Un mecanismo tan inusual podría estar funcionando en una fase temprana de la vida de un binario de rayos X de baja masa, dominado por los efectos de la excentricidad orbital inicial, esperada.
"RCW 103 es un enigma", dijo Giovanni Bignami, director de CESR, Toulouse, y coautor. "Simplemente no tenemos una respuesta concluyente a lo que está causando los largos ciclos de rayos X". Cuando descubramos esto, aprenderemos mucho más sobre las supernovas, las estrellas de neutrones y su evolución ".
Si la estrella hubiera explotado en el cielo del norte, Cleopatra podría haberla visto y considerarlo como un presagio de su triste final, dijo Caraveo. En cambio, la explosión tuvo lugar en las profundidades del cielo del sur, y nadie la registró. Sin embargo, la fuente es un buen presagio para los astrónomos de rayos X que esperan aprender sobre la evolución estelar.
Fuente original: Comunicado de prensa de la ESA
