Usando los telescopios más poderosos en la Tierra y en el espacio, un equipo de astrónomos ha encontrado por primera vez ráfagas de vientos cálidos, cálidos y fríos de una estrella de neutrones mientras consume materia de una estrella cercana. El descubrimiento proporciona una nueva visión delos comportamientos de algunos de los objetos más extremos del universo.
Las binarias de rayos X de baja masa LMXB son sistemas que contienen una estrella de neutrones o un agujero negro. Están alimentados por material arrancado de una estrella vecina, un proceso conocido como acreción. La mayor parte de la acreción ocurre durante erupciones violentas donde los sistemas se iluminan dramáticamenteAl mismo tiempo, parte del material que entra en espiral es propulsado de regreso al espacio en forma de vientos de disco y chorros.
Los signos más comunes de material que sale de los objetos astronómicos están asociados con gas "caliente". A pesar de esto, hasta ahora solo se han observado vientos de gas "caliente" o "frío" en binarias de rayos X transitorias.
En este nuevo estudio, un equipo de investigadores de once países, dirigido por la Universidad de Southampton, estudió la reciente erupción del sistema binario de rayos X conocido como Swift J1858. Utilizaron una combinación de telescopios, incluido el Telescopio Espacial Hubble de la NASA HST, el satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, el Very Large Telescope VLT de la Organización Europea del Observatorio Austral y el Gran Telescopio Canarias GTC español.
Los resultados, publicados en la revistaNaturaleza, mostró firmas persistentes de un viento cálido en longitudes de onda ultravioleta que ocurren al mismo tiempo que firmas de un viento frío en longitudes de onda ópticas. Esta es la primera vez que se ven vientos de un sistema de este tipo en diferentes bandas del espectro electromagnético.
El autor principal, el Dr. Noel Castro Segura, de la Universidad de Southampton, dijo: "Erupciones como esta son raras y cada una de ellas es única. Normalmente están muy oscurecidas por el polvo interestelar, lo que hace que observarlas sea realmente difícil. Swift J1858 fue especial, porque a pesar de que se encuentra al otro lado de nuestra galaxia, el oscurecimiento fue lo suficientemente pequeño como para permitir un estudio completo de múltiples longitudes de onda".
"Solo otro sistema, el binario de rayos X del agujero negro, V404 Cyg, ha mostrado propiedades similares. Sin embargo, nuestro intento de realizar el mismo experimento en ese sistema no tuvo éxito, porque la erupción terminó antes de que pudiéramos obtener eltelescopios terrestres y espaciales para observarlo simultáneamente", dijo el coautor Dr. Hernández Santisteban de la Universidad de St Andrews.
Swift J1858 es un evento transitorio de rayos X recientemente descubierto que muestra una variabilidad extrema en todo el espectro electromagnético, lo que presentaba una rara oportunidad.
"Todos los astrónomos en el campo estaban increíblemente emocionados, al punto que combinamos nuestros esfuerzos para cubrir el espectro completo, desde radio hasta rayos X usando observatorios de última generación en la Tierra y en el espacio", Dr. Castro Seguracontinuado.
La coautora Nathalie Degenaar, de la Universidad de Amsterdam agregó: "Las estrellas de neutrones tienen una atracción gravitatoria inmensamente fuerte que les permite engullir el gas de otras estrellas. Sin embargo, los caníbales estelares son comedores desordenados y gran parte del gas queLas estrellas de neutrones que atraen hacia ellas no se consumen, sino que se lanzan al espacio a gran velocidad. Este comportamiento tiene un gran impacto tanto en la propia estrella de neutrones como en su entorno inmediato. En este artículo informamos sobre un nuevo descubrimiento que proporciona información clave sobrelos desordenados patrones de alimentación de estos monstruos cósmicos de galletas".
"Esta vez tuvimos la suerte cósmica de nuestro lado, ya que pudimos coordinar diez telescopios y apuntarlos hacia el J1858, todo mientras estaba completamente activo. Esto nos permite obtener mucha más información, ya que podemos usardiferentes técnicas a diferentes longitudes de onda", dijo el Dr. Hernández Santisteban.
El Dr. Degenaar agregó: "diseñar una campaña de observación tan ambiciosa, construida con los mejores telescopios de la Tierra y del espacio, fue un gran desafío. Por lo tanto, es increíblemente emocionante que todo este trabajo haya valido la pena y nos haya permitido hacerun descubrimiento clave que no habría sido posible de otro modo".
Además de descubrir los diferentes tipos de vientos, el equipo pudo estudiar la evolución temporal del gas que sale. Descubrieron que el viento cálido no se vio afectado por las fuertes variaciones en el brillo del sistema. La ausenciade tal respuesta había sido previamente una predicción teórica no confirmada basada en simulaciones sofisticadas.
"En esta investigación combinamos las capacidades únicas del HST con los mejores telescopios terrestres, como el VLT y el GTC, para obtener una imagen completa de la dinámica del gas en el sistema, desde el infrarrojo cercano hastalongitudes de onda ultravioleta. Esto nos permitió revelar por primera vez la verdadera naturaleza de estos poderosos flujos de salida", dijo el Dr. Castro Segura.
"Los nuevos conocimientos proporcionados por nuestros resultados son clave para comprender cómo estos objetos interactúan con su entorno. Al verter energía y materia en la galaxia, contribuyen a la formación de nuevas generaciones de estrellas y a la evolución de la galaxia misma”, concluyó el Dr. Castro Segura.
El estudio fue financiado por subvenciones de agencias que incluyen el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología STFC y la NASA, entre otras.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Southampton. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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