Ads-728

Ads-728

Psicología

Astrofísica

Genética

Neurociencia

» » El descubrimiento de la desaceleración de los púlsares

La astrofísica estelar ayuda a explicar el comportamiento de rápida rotación de las estrellas de neutrones en los sistemas binarios.

Los púlsares son algunos de los cuerpos celestes más exóticos conocidos. Tienen diámetros de aproximadamente 20 km., pero al mismo tiempo, una masa aproximada a la de nuestro Sol. Si trajéramos un terrón de azúcar del tamaño de esta ultra-compacta materia a la Tierra, pesaría cientos de millones de toneladas. Una subclase de ellas, conocidas como púlsares milisegundos, giran a varios cientos de veces por segundo alrededor de sus propios ejes. En estudios previos llegaron a la paradójica conclusión que algunos pulsares de milisegundos son más antiguos que el propio universo.

 El astrofísico Thomas Tauris, del Instituto Max Planck de Radioastronomía y el Instituto Argelander de Astronomía en Bonn, han resuelto esta paradoja mediante simulaciones por ordenador. A través de cálculos numéricos sobre la base de la evolución estelar y el par de torsión de acreción, demostró que los púlsares de milisegundo pierden alrededor de la mitad de su energía rotacional durante las etapas finales del proceso de transferencia de masa, antes de que el pulsar active su haz de radio.

Este resultado está de acuerdo con las observaciones actuales, y también explica por qué los púlsares de milisegundos de radio parecen ser mucho más antiguos que el resto de sus acompañantes estrellas enanas blancas, y tal vez por qué no existen los púlsares de sub-milisegundos de radio. Los hallazgos fueron presentados en la revista Science.

Los púlsares de milisegundos están fuertemente magnetizados, las viejas estrellas de neutrones de los sistemas binarios han estado girando en altas frecuencias de rotación, acumulando masa y momentum angular de su estrella compañera. Hoy sabemos que hay cerca de 200 púlsares con estos períodos de espín, entre 1,4 a 10 milisegundos. Se hallan localizados tanto en el disco galáctico como en los cúmulos globulares.

Desde que fue detectado el primer púlsar de milisegundo en 1982, sigue siendo un desafío para los teóricos el poder explicar sus periodos de espín, los campos magnéticos y se edad. Por ejemplo, existe un problema derivado, ¿qué ocurre con el espín del pulsar, cuando la estrella donante termina su proceso de transferencia de masa?

"Tenemos ahora, por primera vez, la combinación de modelos numéricos detallados de la evolución estelar, con los cálculos de torsión desacelerada que actúa sobre el giro del púlsar", señala Thomas Tauris, autor del presente estudio. "El resultado es que los púlsares de milisegundo pierden alrededor de la mitad de su energía rotacional en la llamada fase de disociación llamada lóbulo de Roche". Esta fase describe la terminación de la transferencia de masa en el sistema binario. Por lo tanto, los púlsares milisegundos que emiten radio, deben de girar un poco más lento que sus progenitores, los púlsares milisegundos de rayos X que siguen acrecentando material de su estrella donante. Esto es exactamente lo que los datos de observación parecen sugerir. Además, estos nuevos hallazgos ayudan a explicar por qué algunos pulsares milisegundos parecen tener características de edad superiores a las edades de la propia edad del Universo, y quizá permite explicar por qué no existen los púlsares de sub-milisegundos de radio.

La principal característica clave de los nuevos resultados es que ahora se ha demostrado cómo el espin del púlsar es capaz de romper su propio equilibrio. En ese momento, la tasa de transferencia de masa disminuye, y esto provoca que el radio magnetosférico del pulsar se expanda, y así poder expulsar la materia colapsada como si fuese un propulsor. La consecuencia directa de esto es que el púlsar pierde una energía adicional de rotación, y por tanto, disminuye su velocidad de rotación.

"En realidad, sin una solución para este problema de derivación sería de esperar que los púlsares desaceleraran incluso hasta períodos de 50 a 100 milisegundos durante la fase disociativa del lóbulo de Roche", concluye Thomas Táuris. "Esto estaría en clara contradicción con la evidencia observacional sobre la existencia de los púlsares milisegundo".

Este trabajo se debe a un reciente esfuerzo por salvar al grupo de Física Estelar del Instituto Argelander de Astronomía, de la Universidad de Bonn (encabezado por Norbert Langer) junto al grupo de Física Fundamental y Radio Astronomía del Instituto Max Planck (dirigido por Michael Kramer). Los modelos de evolución estelar utilizados para este trabajo se diseñaron con la más avanzada técnica de codificación, desarrollado por Norbert Langer. Una parte significativa de los datos observacionales fue suministrada por el Grupo Púlsar. Michael Kramer, y sus colegas, usan el Radio-Telescopio Effelsberg de 100 metros, para participar en diversas búsquedas en curso, y en los descubrimientos de los púlsares milisegundos.


- Referencia: EurekAlert.org, 5 febrero 2012, contacto: Dr. Thomas M. Tauris
- Fuente: Max-Planck-Gesellschaft. "Spin-down de la radio púlsares de milisegundos en el Génesis", T. M. Tauris, 2012, Science, 3 de febrero de 2012.
- Imagen: Pulsar milisegundo de rayos X. Es una impresión artística de un disco de acreción de un púlsar milisegundo de rayos-X. El material que fluye desde la estrella compañera va formando un disco alrededor de la estrella de neutrones, el cual se ve truncado al borde de la magnetosfera del púlsar. Crédito: NASA / Goddard Space Flight Center / Dana Berry

.

«
Next
Entrada más reciente
»
Previous
Entrada antigua
Editor del blog Pedro Donaire

Filosofía

Educación

Deporte

Tecnología

Materiales