Descubrimiento de un púlsar con enana blanca arroja luz sobre la evolución estelar
Por Annie Slinn, Universidad de Warwick.
15 de junio de 2023.
Crédito: Dr. Mark Garlick//Universidad de Warwick.
El descubrimiento de un tipo raro de sistema estelar con enana blanca proporciona una nueva comprensión de la evolución estelar.
Las enanas blancas son estrellas pequeñas y densas, típicamente del tamaño de un planeta. Se forman cuando una estrella de poca masa ha quemado todo su combustible, perdiendo sus capas exteriores. A veces denominados "fósiles estelares", ofrecen información sobre diferentes aspectos de la formación y evolución estelar.
Un tipo raro de púlsar con enana blanca ha sido descubierto solo por segunda vez, en una investigación dirigida por la Universidad de Warwick. Los púlsares enanas blancas incluyen un remanente estelar quemado que gira rápidamente llamado enana blanca, que azota a su vecino, una enana roja, con poderosos rayos de partículas eléctricas y radiación, lo que hace que todo el sistema brille y se desvanezca dramáticamente en intervalos regulares. Esto se debe a los fuertes campos magnéticos, pero los científicos no están seguros de qué los causa.
Una teoría clave que explica los fuertes campos magnéticos es el "modelo dínamo": las enanas blancas tienen dínamos (generadores eléctricos) en su núcleo, al igual que la Tierra, pero mucho más potentes. Pero para probar esta teoría, los científicos necesitaban buscar otros púlsares enanas blancas para ver si sus predicciones eran ciertas.
Publicado en Nature Astronomy, los científicos describen el púlsar enana blanca recién detectado, J191213.72-441045.1 (J1912-4410 para abreviar). Es solo la segunda vez que se encuentra un sistema estelar de este tipo, luego del descubrimiento de AR Scorpii (AR Sco) en 2016.
A 773 años luz de la Tierra y girando 300 veces más rápido que nuestro planeta, la púlsar enana blanca tiene un tamaño similar al de la Tierra, pero una masa al menos tan grande como la del Sol. Esto significa que una cucharadita de material de enana blanca pesaría alrededor de 15 toneladas. Las enanas blancas comienzan su vida a temperaturas extremadamente altas antes de enfriarse durante miles de millones de años, y la baja temperatura de J1912-4410 apunta a una edad avanzada.
La Dra. Ingrid Pelisoli, investigadora del STFC Ernest Rutherford en el Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo: "El origen de los campos magnéticos es una gran pregunta abierta en muchos campos de la astronomía, y esto es particularmente cierto para las estrellas enanas blancas. Los campos en las enanas blancas pueden ser más de un millón de veces más fuertes que el campo magnético del Sol, y el modelo de dínamo ayuda a explicar por qué. El descubrimiento de J1912-4410 supuso un paso fundamental en este campo".
"Usamos datos de algunas encuestas diferentes para encontrar candidatos, enfocándonos en sistemas que tenían características similares a AR Sco. Seguimos a los candidatos con ULTRACAM, que detecta las variaciones de luz muy rápidas que se esperan de los púlsares enanas blancas. Después de observar un par de docenas de candidatos, encontramos uno que mostró variaciones de luz muy similares a AR Sco. Nuestra campaña de seguimiento con otros telescopios reveló que cada cinco minutos más o menos, este sistema enviaba una señal de radio y rayos X en nuestra dirección".
"Esto confirmó que hay más púlsares enanas blancas, como predijeron los modelos anteriores. El modelo de dínamo hizo otras predicciones, que fueron confirmadas por el descubrimiento de J1912-4410. Debido a su vejez, las enanas blancas en el sistema púlsar debería ser genial".
"Sus compañeros deberían estar lo suficientemente cerca como para que la atracción gravitatoria de la enana blanca fuera en el pasado lo suficientemente fuerte como para capturar la masa de su compañero, y esto hace que giren rápidamente. Todas esas predicciones son válidas para el nuevo púlsar encontrado: la enana blanca es más fría que 13.000 K, gira sobre su eje una vez cada cinco minutos y la atracción gravitacional de la enana blanca tiene un fuerte efecto en la compañera".
"Esta investigación es una excelente demostración de que la ciencia funciona: podemos hacer predicciones y ponerlas a prueba, y así es como progresa cualquier ciencia".
Axel Schwope, del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), quien dirige un estudio complementario publicado como una carta en Astronomy and Astrophysics, agregó: "Estamos entusiasmados de haber encontrado de forma independiente el objeto en el estudio de rayos X de todo el cielo realizado con SRG/eROSITA. La investigación de seguimiento con el satélite XMM-Newton de la ESA reveló las pulsaciones en el régimen de rayos X de alta energía, lo que confirma la naturaleza inusual del nuevo objeto y establece firmemente a los púlsares enanas blancas como una nueva clase".
Fuente:
https://phys.org/news/2023-06-discovery-white-dwarf-pulsar-star.html