Los Astrónomos Presencian Un Evento Muy Raro, El Nacimiento De Un Sistema Binario Simbiótico De Rayos X

La estrella gigante roja da vida a un compañero zombie

Impresión artística que muestra los vientos de una estrella gigante roja que impacta contra una estrella de neutrones para crear una emisión prolongada de rayos X. Tal sistema es raro: actualmente no se conocen más de diez. Uno fue detectado “encendiéndose” en rayos X en agosto de 2017, por el satélite Integral de la ESA. ESA

El observatorio espacial Integral de la ESA ha sido testigo de un evento raro: el momento en que los vientos emitidos por una estrella gigante roja hinchada revivieron a su compañero de giro lento, el núcleo de una estrella muerta, devolviéndole la vida en un destello de rayos X.

La llamarada de rayos X fue detectada por primera vez por Integral el 13 de agosto de 2017 de una fuente desconocida en la dirección del centro lleno de gente de nuestro Vía láctea . La detección repentina desencadenó una gran cantidad de observaciones de seguimiento en las semanas siguientes para identificar al culpable.

Las observaciones revelaron una fuerte magnetización y rotación lenta. estrella neutrón que probablemente acababa de empezar a alimentarse del material de una estrella gigante roja vecina.

Las estrellas de la masa de nuestro Sol, y hasta ocho veces más masivas, evolucionan hacia gigantes rojas hacia el final de sus vidas. Sus capas externas se hinchan y se expanden millones de kilómetros, y sus capas polvorientas y gaseosas se alejan de la estrella central con vientos relativamente lentos de hasta unos pocos cientos de km / s.

Incluso estrellas más grandes, hasta 25-30 veces más masivas que el Sol, corren a través de su combustible y explotan en una supernova, a veces dejando atrás un cadáver estelar giratorio con un fuerte campo magnético, conocido como estrella de neutrones. Este pequeño núcleo empaqueta la masa de casi un soles y medio en una esfera de solo 10 km de diámetro, lo que los convierte en algunos de los objetos celestes más densos conocidos.

Vías evolutivas para estrellas de diferentes masas iniciales

Impresión artística de algunas posibles vías evolutivas de estrellas de diferentes masas iniciales. Algunas protoestrellas, las enanas marrones, en realidad nunca se calientan lo suficiente como para convertirse en estrellas de pleno derecho, y simplemente se enfrían y se desvanecen. Las enanas rojas, el tipo de estrella más común, siguen ardiendo hasta que han transformado todo su hidrógeno en helio, convirtiéndose en una enana blanca. Las estrellas parecidas al sol se convierten en gigantes rojas antes de inflar sus capas exteriores en una colorida nebulosa mientras sus núcleos colapsan en una enana blanca. Las estrellas más masivas colapsan abruptamente una vez que han consumido su combustible, provocando una explosión de supernova o estallido de rayos gamma, y ​​dejando atrás una estrella de neutrones o un agujero negro. ESA

No es raro encontrar estrellas emparejadas, pero el nuevo sistema de una estrella de neutrones y una gigante roja es una raza particularmente rara conocida como ‘binaria simbiótica de rayos X’, con no más de 10 conocidas.

“Integral captó un momento único en el nacimiento de un sistema binario raro”, dice Enrico Bozzo de la Universidad de Ginebra y autor principal del artículo que describe el descubrimiento. “La gigante roja liberó un viento lento lo suficientemente denso como para alimentar a su compañera estrella de neutrones, dando lugar a una emisión de alta energía del núcleo estelar muerto por primera vez”.

El maridaje es ciertamente peculiar. XMM-Newton de la ESA y NASA Los telescopios espaciales NuSTAR mostraron que la estrella de neutrones gira casi cada dos horas, muy lento en comparación con otras estrellas de neutrones, que pueden girar muchas veces por segundo. Entonces, la primera medición del campo magnético de tal estrella de neutrones reveló que era sorprendentemente fuerte.

Un campo magnético fuerte generalmente apunta a una estrella de neutrones joven (se cree que el campo magnético se desvanece con el tiempo) mientras que una gigante roja es mucho más vieja, por lo que es una extraña pareja haber crecido juntos.

“Estos objetos son desconcertantes”, dice Enrico. “Podría ser que, después de todo, el campo magnético de la estrella de neutrones no decaiga sustancialmente con el tiempo, o que la estrella de neutrones se haya formado más adelante en la historia del sistema binario. Eso significaría que colapsó de un enano blanco en una estrella de neutrones como resultado de alimentarse de la gigante roja durante mucho tiempo, en lugar de convertirse en una estrella de neutrones como resultado de una explosión de supernova más tradicional de una estrella masiva de corta duración ”.

Con una joven estrella de neutrones y una vieja gigante roja, en algún momento los vientos que viajan desde el gigante hinchado comenzarán a llover sobre la estrella más pequeña, ralentizando su giro y emitiendo rayos X.

“No habíamos visto este objeto antes en los últimos 15 años de nuestras observaciones con Integral, por lo que creemos que vimos los rayos X encendiéndose por primera vez”, dice Erik Kuulkers, científico del proyecto Integral de la ESA. “Continuaremos observando cómo se comporta en caso de que sea solo un ‘eructo’ largo de vientos, pero hasta ahora no hemos visto ningún cambio significativo”.

Publicación: E. Bozzo, et al., “IGR J17329-2731: El nacimiento de un sistema binario de rayos X simbiótico”, AA, 2018; doi: 10.1051 / 0004-6361 / 201832588

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