Hay algunos objetos extraños al acecho en nuestra galaxia, y los astrónomos acaban de espiar a un nuevo candidato extremo a aproximadamente 3000 a 4000 años luz de distancia.
Después de investigar misteriosos destellos de luz provenientes del sistema, los investigadores detectaron lo que sospechan es una elusiva estrella ‘viuda negra’, un púlsar que gira rápidamente y que se mantiene vivo devorando lentamente a su estrella compañera más pequeña.
Los púlsares viuda negra son raros en el mejor de los casos, solo conocemos una docena o más de ellos en la Vía Láctea. Pero este parece estar entre los ejemp los más extremos, y posiblemente más extraños, del fenómeno que hemos encontrado.
Llamado ZTF J1406+1222, el sistema binario tiene el período orbital más corto visto hasta ahora, con la ‘viuda negra’ y su presa dando vueltas cada 62 minutos.
Aún más peculiar, el sistema parece albergar una tercera estrella lejana que tarda aproximadamente 12.000 años en orbitar las otras dos.
“Este sistema es realmente único en lo que respecta a las viudas negras, porque lo encontramos con luz visible, y por su amplio compañero, y el hecho de que vino del centro galáctico”. dice el investigador principal y físico Kevin Burdge del Departamento de Física del MIT.
Los púlsares surgen cuando los núcleos de estrellas supergigantes masivas colapsan en estrellas de neutrones. Cuando estas estrellas de neutrones están muy magnetizadas y giran rápidamente, se convierten en lo que llamamos púlsar.
Al igual que los faros ultrabrillantes del Universo, los púlsares giran extremadamente rápido y arrojan rayos X y rayos gamma hacia nosotros a intervalos que van desde más de uno por segundo hasta períodos que se pueden contar en milisegundos. Normalmente, los púlsares giran rápido y mueren jóvenes, debido a la cantidad de energía que emiten.
Pero si una estrella que pasa se acerca lo suficiente, el púlsar puede absorber lentamente material de ella como un parásito gigante, extrayendo suficiente energía para continuar girando y alimentándose de la otra estrella hasta que la devora.
“Estos sistemas se llaman viudas negras debido a la forma en que el púlsar consume lo que lo recicló, al igual que la araña se come a su pareja”. dice Burgge.
En el pasado, los astrónomos han sido alertados sobre estos sistemas de viuda negra a través de rayos gamma o rayos X, radiación de alta frecuencia emitida por el púlsar mismo.
Pero el equipo usó una nueva técnica para encontrar ZTF J1406+1222: buscaron luz visible que saliera de la estrella que se estaba comiendo.
Resulta que el lado ‘diurno’ de la estrella compañera que está bloqueada con la viuda negra puede calentarse mucho más que el lado ‘nocturno’, y esta variación extrema en el brillo es algo que se puede detectar.
Para probar esta idea, los investigadores utilizaron datos de Zwicky Transient Facility, un observatorio en California, y pudieron encontrar los sistemas de viuda negra que ya conocemos, validando que la técnica funcionó.
Luego se pusieron a buscar nuevas viudas negras y se encontraron con ZTF J1406+1222, donde la estrella compañera cambia de brillo en un factor de 13 cada 62 minutos.
Esta es la primera vez que se encuentra un púlsar viuda negra de esta manera, y eso es parte de lo que hace que el descubrimiento sea tan emocionante.
(Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA/Cruz deWilde)
Arriba: Los rayos gamma (magenta) de la viuda negra calientan el ardiente lado ‘diurno’ de la estrella.
La otra parte, por supuesto, es el sistema misterioso con el que tropezaron.
El púlsar de la viuda negra y su presa no solo están atrapados en la espiral caníbal más estrecha vista hasta la fecha, sino que cuando el equipo miró hacia atrás a través de las mediciones de la estrella utilizando el Sloan Digital Sky Survey, vieron que el sistema estaba siendo seguido por un rara estrella subenana fría de baja metalicidadque parecía orbitar solo el binario cada 12.000 años.
La presencia de esta tercera estrella lejana podría convertir al sistema en una viuda negra ‘triple’ inaudita, y tiene a los astrónomos rascándose la cabeza sobre cómo podría haberse formado la configuración en primer lugar.
Con base en las observaciones actuales, Burdge y sus colegas tienen una pocas ideas. Los binarios de la viuda negra surgen de una densa constelación de viejas estrellas conocida como cúmulo globular.
Una de las principales hipótesis es que, si este cúmulo en particular se desplazó hacia el centro de la Vía Láctea, entonces la gravedad de nuestro agujero negro central pudo haber separado el cúmulo y solo salvó a la triple viuda negra.
“Es un escenario de nacimiento complicado”, dice Burgge. “Este sistema probablemente ha estado flotando en la Vía Láctea durante más tiempo que el Sol”.
Aún más extraño, mientras que el equipo pudo detectar ZTF J1406+1222 usando luz visible, cuando miraron hacia atrás en busca de rayos gamma y rayos X, en realidad no pudieron verlo, lo que sugiere que en realidad puede no ser una viuda negra en absoluto.
“Lo único que sabemos con certeza es que vemos una estrella con un lado diurno que es mucho más caliente que el lado nocturno, orbitando alrededor de algo cada 62 minutos”. dice Burgge.
“Todo parece apuntar a que es un binario de viuda negra. Pero hay algunas cosas extrañas al respecto, por lo que es posible que sea algo completamente nuevo”.
El equipo planea continuar observando el sistema para tener una mejor idea de lo que está pasando.
Curiosamente, podría ser un candidato principal para aprender más sobre física de la “patada” de la estrella de neutrones. Los astrónomos saben que cuando se forman las estrellas de neutrones, reciben una “patada” que las envía a gran velocidad.
Pero no se entiende completamente de dónde viene esta patada. La extraña historia del nacimiento de este misterioso sistema podría arrojar luz sobre la cuestión.
“Todavía hay mucho que no entendemos al respecto. Pero tenemos una nueva forma de buscar estos sistemas en el cielo”.
La investigación ha sido publicada enNaturaleza.