NASA detecta eclipses de rayos gamma en los sistemas estelares 'araña'

Un equipo de astrónomos descubrió los primeros eclipses de rayos gamma de un tipo especial de sistema estelar binario llamados 'sistemas de araña'. Los expertos revisaron los datos de más dediez años de observaciones del Telescopio Espacial 'Fermi' de Rayos Gamma, de la NASA, para encontrar siete de estos sistemas. Los eclipses les permitieron determinar la inclinación de estos sistemas en relación con nuestra línea de visión y calcular la masa de los púlsares, dijeron este jueves.

Medir las masas de los púlsares

Un sistema estelar binario del tipo 'araña' está constituido por un púlsar (restos superdensos de una estrella que explotó en una supernova y que giran rápidamente) y su estrella compañera, de baja masa. "Uno de los objetivos más importantes del estudio de las arañas es tratar de medir las masas de los púlsares", dijo Colin Clark, astrofísico del Instituto Max Planck de Física Gravitacional, en Alemania, que dirigió el trabajo. "Los púlsares son básicamente bolas de la materia más densa que podemos medir. La masa máxima que pueden alcanzar restringe la física dentro de estos entornos extremos", añadió.

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¿Por qué son necesarios los eclipses?

Los investigadores pueden calcular las masas de estos sistemas midiendo sus movimientos orbitales. Las observaciones de luz visible pueden medir qué tan rápido viaja el compañero, mientras que las mediciones de radio revelan la velocidad del púlsar. Para evitar estimaciones confusas, es primordial determinar la inclinación del sistema en relación con nuestra línea de visión.

Dada la inmensa energía de los rayos gamma generada por el púlsar, estos viajarán en línea recta, sin verse afectados por los escombros, a menos que el compañero los bloquee. O sea, lo eclipse. Se puede calcular la inclinación en nuestra línea de visión, las velocidades de las estrellas y la masa del púlsar. La primera 'viuda negra' conocida, B1957, descubierta en 1988, tiene una masa estimada de 2,4 veces la del Sol, lo que la convierte en el púlsar más pesado conocido justo en el límite de masa teórico entre el púlsar y el agujero negro.

"Hay una búsqueda para encontrar púlsares masivos y se cree que estos 'sistemas de arañas' son una de las mejores formas de encontrarlos", comentó Matthew Kerr, físico del Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos y coautor del nuevo artículo publicado, este jueves, en Nature Astronomy.

"Antes de Fermi, solo sabíamos de un puñado de púlsares que emitían rayos gamma", dijo Elizabeth Hays, científica del proyecto Fermi en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Estados Unidos "Después de más de una década de observaciones, la misión identificó más de 300", agregó.

¿Cómo se forman estos sistemas?

Los sistemas de araña se generan porque una estrella en un binario envejece a una velocidad más rápidaque su pareja. Cuando la estrella más masiva estalla en una supernova y luego se convierte en un púlsar. Los rayos gamma emitidos crean pulsos tan regulares que rivalizan con la precisión de los relojes atómicos. En un inicio, el púlsar se "alimenta" de su compañera, extrayendo su gas, pero cuando comienza a girar con mayor velocidad, la alimentación se detiene y los intensos flujos de partículas y radiación generados sobrecalientan el lado frontal de la compañera y la erosionan.

¿Por qué nombres de arañas?

Los expertos ordenan estos sistemas con el nombre de especies de arañas cuyas hembras a veces devoran a sus parejas más pequeñas. De esta forma, las así nombradas 'viudas negras' contienen compañeros con menos del 5% de la masa del Sol. Los sistemas llamados 'arañas de lomo rojo' tienen compañeros más grandes, tanto en tamaño como en masa, que pesan entre el 10 % y el 50 % de la masa del Sol.