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¿Se detecta el nacimiento de agujeros negros?

Cuando una estrella masiva muere en una explosión de supernova, deja un núcleo compacto.
Tan compacto es ese objeto, que sus electrones y protones de unen en neutrones, queda entonces una estrella de ese tipo.
Por conservación del momento angular, ese objeto compacto gira vertiginosamente, como el patinador cuando junta sus brazos al cuerpo mientras rota sobre sus patines.
Con tamaños comparables al de una luna o planeta menor, giran varias veces por segundo, los hay con rotaciones de miles de veces por segundo (imaginemos una pelota de 3 Kms. girando a mil veces por segundo). Suelen quedan como magnetares, que son objetos de gran campo magnético asociado a su rápida rotación a través de algo parecido a un efecto similar a un dínamo. Incluso pueden mostrar emisiones en rayos X o Gamma (en alta energía) producto de materia que aún los rodea y cae en ellos.
Eso sucede porque esa materia autofricciona y se recalienta muchísimo antes de caer en esas estrellas de neutrones – magnetares. Incluso suelen mostrar emisiones direccionadas en conos de luz como un faro, de eso de trata los púlsares (Hipertextual, 23/mar./2016, ¿Qué es una estrella de neutrones?, S. Campillo, https://hipertextual.com/2016/03/estrellas-de-neutrones).

Luego, la autogravitación de esas estrellas de neutrones puede continuar con la contracción, si es que tienen la suficiente masa. En ese caso, la gravedad superficial aumentará por acercarse cada vez más al centro del objeto, hasta que sea tan alta que no puede escapar ni la luz.
Nace así un agujero negro (AN), una región del espacio de donde no puede escapar ni la luz, o sea… nada, por ser la velocidad de la luz un límite físico. Incluso, el objeto central o estrella de Planck (en honor al padre de la Cuántica), puede ser menor que esa región por haber seguido contrayéndose y no lo notamos por no poder ver en el interior del AN. Estos objetos se caracterizan por su masa, carga eléctrica y rotación.

¿Qué es una estrella de neutrones?

Ilustración publicada en Hipertextual.

Pero de una estrella de neutrones a un AN, hay una transición.
Se han observado disminuciones en la actividad de rayos X y Gamma, seguidas de un abrupto decaimiento. Esto indicaría la disminución en su rotación y el final del funcionamiento de la “maquina central” del magnetar de gran masa, entre otras cosas.
De esta manera, estaría naciendo un AN. De estar en lo cierto, habría “avisos” naturales de los primeros días de existencia de un AN.

nuevoAN

Gráfico del flujo energético en el tiempo publicado en el trabajo de W. Chen et al.

El modelo indica que la disminución de la rotación del magnetar provoca la disminución o “meseta” de emisión de alta energía. En el nacimiento del AN, la actividad cae bruscamente. Luego, podría haber un aumento en energía de rayos X por acreción de materia remanente (incluso la generación de chorros de materia y energía) hasta que ese remanente desaparece.

Evidencias de este tipo, se observaron en la fuente de rayos gamma GRB 070110. Luego, si el modelo es correcto, ésta y otras fuentes similares, estarían señalando el nacimiento de nuevos AN.

Fuente:

pdp.

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El origen de Kes 73 y su magnetar.

Los remanentes de supernovas (SNs), son los restos de la muerte de estrellas masivas en una colosal explosión.
En el centro de ellos, queda el estelar núcleo compacto en forma de estrella de neutrones, a veces agujero negro y a veces en forma de magnetares. Este último es un núcleo estelar compacto de altísimo campo magnético asociado a una rapidísima rotación del objeto, así funciona como dínamo generador de ese campo.
Sucede que hay magnetares producidos por la pérdida de las partes exteriores de la estrella pero no por explosión, sino por viento estelar (radiación) o por la acción gravitatoria de una compañera. Éstos, luego, pueden presentar explosiones después de haberse generado.

Las estrellas supergigantes rojas, son enormes estrellas brillantes que provienen de estrellas azules. No son muy masivas (comparadas con otras de su tipo), y terminan en una explosión de SN. Algunas pasan a la fase de gigantes amarillas o azules, también variables azules (o estrellas de Wolf – Rayet) antes de estallar.

El remanente de SN Kes 73 es algo muy particular.

kes73

Imagen en rayos X en falso color publicada en el trabajo de KAZIMIERZ J. BORKOWSKI AND STEPHEN P. REYNOLDS.

Posee un magnetar en su centro.
De los 30 (aproximadamente) magnetares conocidos, 8 están en el interior de remanentes de SN.
Este remanente de SN es “mediocre”.
No muestra enriquecimiento químico de elementos producidos por una progenitora masiva. Tampoco hay burbujas de gas infladas por el viento estelar de ese tipo de progenitoras, las cuales expulsan materia previa al gran final y ésta se expande por la radiación de la estrella.

Este remanente de tipo IIP, de unos 2000 años de edad, a unos 25 mil años luz de nosotros, es consistente con un evento explosivo de una estrella de baja masa (en este caso, inferior a las 20 masas solares) de tipo supergigante roja.

Cabe le remota posibilidad de que la estrella progenitora haya perdido masa al ser desprovista de su envoltura y luego de una corta vida como supergigante roja, amarilla o azul, haya explotado dejando ese tipo magnetar.

En ambos casos, el magnetar de Kes 73 responde a una progenitora de baja masa, como el de SGR 1900+14.

Fuente:

  • ASTROPHYSICAL JOURNAL, aug.2017, EXPANSION OF KES 73, A SHELL SUPERNOVA REMNANT CONTAINING A MAGNETAR, KAZIMIERZ J. BORKOWSKI AND STEPHEN P. REYNOLDS.
    https://arxiv.org/pdf/1708.01626.pdf

pdp.