Un astrofísico profesional y un astrónomo aficionado se han unido para revelar detalles sorprendentes sobre un inusual sistema binario de púlsar de milisegundos MSP que comprende uno de los púlsares de giro más rápido en nuestra galaxia y su estrella compañera única.
Sus observaciones, que se publicarán en el Revista astrofísica en diciembre, son los primeros en identificar "puntos estelares" en la estrella compañera de un MSP. Además, las observaciones muestran que el compañero tiene un fuerte campo magnético y proporcionan pistas sobre por qué los púlsares en algunos binarios de MSP se encienden y apagan.
John Antoniadis, miembro de Dunlap Fellow del Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics, Universidad de Toronto, y André van Staden, astrónomo aficionado de Sudáfrica, analizaron las observaciones del brillo de la estrella compañera hechas por van Staden durante un 15-período de un mes, con su telescopio reflector de 30 cm y una cámara CCD en el observatorio de su patio trasero en Western Cape. El análisis reveló un inesperado aumento y disminución del brillo de la estrella.
En un binario típico de MSP, la gravedad del púlsar distorsiona la forma de la estrella compañera, haciéndola caer en forma de lágrima. Al rodear el púlsar, vemos un ascenso y descenso cíclicos en el brillo del compañero. El compañero esmás brillante en dos puntos en su órbita, cuando vemos su amplio perfil en forma de lágrima, es más tenue a mitad de camino entre esos dos puntos, cuando vemos su perfil circular más pequeño. Naturalmente, la curva de luz que mide el brillo aumenta y disminuye gradualmente.con el período orbital del compañero.
Pero las observaciones de Antoniadis y van Staden revelaron que el brillo del compañero no estaba sincronizado con su período orbital de 15 horas; en cambio, los picos de brillo de la estrella ocurren progresivamente más tarde en relación con la posición orbital del compañero.
Antoniadis y van Staden concluyeron que esto fue causado por "puntos estelares", el equivalente a las manchas solares de nuestro Sol, y que los puntos estaban disminuyendo el brillo de la estrella. Además, los puntos eran mucho más grandes en relación con el diámetro de la estrella compañera quelas manchas solares de nuestro Sol.
También se dieron cuenta de que la estrella compañera no está bloqueada por la marea en el púlsar, como lo está la luna en la Tierra. En cambio, concluyeron que el período de rotación del compañero es ligeramente más corto que su período orbital, lo que resulta en una curva de luz inesperada.
La presencia de puntos de estrellas también llevó a los colaboradores a inferir que la estrella tiene un campo magnético fuerte, un requisito previo de dichos puntos.
Van Staden, astrónomo no profesional dedicado durante muchos años, tiene un interés particular en los púlsares y en 2014 se encontró con el sitio web de investigación de Antoniadis que enumera los archivos binarios de MSP con compañeros ópticos.
"Noté que el sistema binario MSP J1723-2837 es muy adecuado para observar desde Sudáfrica", dice van Staden, "y que aún no se había determinado una curva de luz para este sistema en particular".
"También me di cuenta de que las observaciones eran escasas porque los profesionales no tienen el lujo de utilizar instrumentos profesionales para observaciones continuas. Por otro lado, los no profesionales pueden hacer estas observaciones a largo plazo".
"El conjunto de datos era diferente a todo lo que había visto", dice Antoniadis al recibir los datos de Van Staden, "tanto en términos de calidad como de tiempo. E insté a André a que continúe observando el mayor tiempo posible".
Las observaciones como las de Van Staden son críticas para responder preguntas sobre la evolución y la compleja relación entre el MSP y su compañero en los binarios de "viuda negra" y "espalda roja" - pares de estrellas en las que el púlsar, como su homónimo arácnido, devorasu compañero
En un escenario típico, una estrella de neutrones recién formada se alimenta de gas extraído gravitacionalmente del compañero. A medida que el púlsar gana masa, también gana impulso angular y gira más rápido.
Eventualmente, la estrella de neutrones está girando cientos de veces por segundo. En este punto, entra en la siguiente fase de su evolución. La estrella de neutrones comienza a emitir haces de radiación intensa que vemos como una señal que pulsa rápidamente: un púlsar esnacido.
En este punto, el púlsar también comienza a emitir una intensa radiación de rayos gamma y un fuerte viento estelar que frena el flujo de material de su vecino. El púlsar ya no está canibalizando a la compañía, pero solo ha cambiado elmedios por los que se consume. Ahora la radiación y el viento del púlsar son tan intensos que comienzan a erosionar la estrella condenada.
Tan complejos como son estos sistemas binarios MSP, solo se han vuelto más desconcertantes en los últimos años con observaciones de que los púlsares se apagan y regresan a un estado en el que se alimentan del material de su compañero, y que pueden hacer esta transiciónvarias veces.
Se ha sugerido que el viento estelar y la radiación del púlsar pueden estar detrás de la transición. Pero un resultado adicional de las observaciones de Antoniadis y van Staden es que el viento estelar del púlsar no está afectando al compañero.
Por lo general, el fuerte viento estelar de un púlsar y la intensa emisión de radiación crean un "punto caliente" en el lado del púlsar del compañero. Es como si la estrella tuviera un lado "día" y "noche". Pero la presencia del punto calienteno era detectable en los datos. Esto podría significar que el viento está ausente por completo o está soplando en una dirección que no sea hacia la estrella.
De cualquier manera, esto sugiere que el campo magnético del compañero, y no el viento estelar y la radiación del púlsar, puede ser el mecanismo que apaga los púlsares.
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Materiales proporcionado por Instituto Dunlap de Astronomía y Astrofísica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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