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La masa del púlsar J0740+6620.

Una estrella de neutrones es el final de una estrella masiva.
En su colapso, protones y electrones se unen en neutrones y la estrella aumenta tremendamente su rotación, como sucede con un patinador cuando gira sobre su eje y junta los brazos al cuerpo.
En esa configuración, el campo magnético también se incrementa por la rápida rotación. Si los polos magnéticos no coinciden con los del eje de rotación, el campo magnético barre regiones de materia que aún rodea a la estrella y las partículas cargadas sufren una fuerza magnética que las hace irradiar. Así emite pulsos de radiación como si fuera un faro; eso es un púlsar (https://es.wikipedia.org/wiki/Púlsar).

File:Pulsar schematic.svg

Ilustración crédito de Mysid en Wikipedia

Una estrella de neutrones o pulsar, tiene una masa cuyo límite es 2,17 veces la masa del Sol. Por encima de ese valor, colapsa en un agujero negro; un objeto con gravedad superficial tan alta que no escapa ni la luz. Es más, giran miles de veces por segundo con tamaños de una luna o planeta enano.
¡Imaginemos la Luna girando miles de veces por segundo!

El púlsar J0740+6620 se encuentra a unos 4500 años luz de Casa.
Está acompañado por una enana blanca, el resto evolutivo de una estrella de tipo Solar. Eso permitió medir la masa de la estrella de neutrones.
Cuando la enana se interpone entre nosotros y la estrella de neutrones, modifica la radiación que proviene de ella. La deformación del espacio producida por su masa, hace que la información proveniente del púlsar recorra más camino hacia nosotros. Clásicamente podemos pensar que la enana le quita gravitacionalmente energía a la radiación del púlsar.

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Ilustración crédito de BSaxton, NRAO/AUI/NSF

Observando cómo afecta la enana blanca a la radiación del púlsar, y sabiendo la masa de una enana de ese tipo, se puede estimar la masa de la estrella de neutrones. La masa del púlsar resultó ser de 2,14 veces la masa del Sol.
Eso convierte a este púlsar en el más masivo hasta ahora descubierto y lo pone al borde de convertirse en agujero negro.
Hacen falta más mediciones, por lo que es probable que este valor se modifique.
Veremos…

Referencia:

Fuente:

pdp.

PSR J0002+6216, un púlsar hiperveloz.

Artículo actualizado el 7/may./2019 a las 16:20 Hora Oficial Argentina (HOA = GMT -3).
En la Galaxia hay estrellas de alta velocidad aceleradas gravitacionalmente.
Pero también hay púlsares moviéndose a mayor velocidad que la acostumbrada para objetos de ese tipo.
Recordemos que un púlsar es un objeto súper compacto conocido como estrella de neutrones (sus electrones y protones se unieron en neutrones), resto evolutivo de una estrella masiva muerta en una explosión de supernova (SN). Recibe su nombre debido a los pulsos de energía que emite en determinadas direcciones a medida que rota rápidamente; algo así como un faro.

Algunas explosiones de SNs son asimétricas generando remanentes de “con orejas” (Las orejas de los remanentes de súper novas | Pablo Della Paolera).

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Imagen del remanente S147 publicada en el trabajo de Aldana Grichener & Noam Soker. Puede apreciarse el pulsar descentrado y las orejas (ears) Este y Oeste.

En algunos casos, la asimetría de la explosión puede llegar a que el objeto resultante de la explosión adquiera un impulso que lo desplaza del centro del remanente como es el caso del catalogado como N49.

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Imagen de N49 donde se señala con una flecha la posición del objeto progenitor del remanente desplazado del centro (Imagen de X-ray: NASA/CXC/Penn State/S.Park et al.; Optical: NASA/STScI/UIUC/Y.H.Chu & R.Williams et al.)

El púlsar PSR J0002+6216 se mueve a la sorprendente velocidad de casi 1000 Kms/seg. mientras que por lo general suelen tener velocidades alrededor de los 200 Kms/seg.

Crédito: Composite by Jayanne English, University of Manitoba; F. Schinzel et al.; NRAO/AUI/NSF; DRAO/Canadian Galactic Plane Survey; and NASA/IRAS.

Muestra una estela de materia que apunta al remanente del que ya se encuentra a 35 años luz (AL) de distancia. La explosión se habría dado hace unos 10 mil años, y 5 mil años luego del estallido, el púlsar habría llegado el borde del remanente.

Video: Cannonball Pulsar speeds through space.

Science First

Publicado el 20 mar. 2019.

A unos 6500 AL de nosotros, este objeto tiene la velocidad necesaria para escapar de la Vía Láctea.

Referencia:


  • Astronomers Find “Cannonball Pulsar” Speeding Through Space.
    Media Contact: Dave Finley, Public Information Officer (575) 835-7302
    dfinley@nrao.edu

     

Fuente:

pdp

Se está despertando XTE J1810-197.

Las estrellas masivas dejan un núcleo compacto luego de morir en una gran explosión de supernova.
Ese núcleo es tan compacto que electrones y protones se unen en neutrones. Ese objeto suele girar muy rápido y tener su eje de rotación desviado respecto del eje de simetría del campo magnético. Así, éste cabecea y excita al material que aún la rodea generando emisión similar a la de un faro, la que a su vez se detecta en forma de pulsos.
Esto es un Púlsar. Si el campo magnético es más potente, se lo conoce como Magnetar.
Suelen ser muy regulares, con varios pulsos de energía por segundo; paro también los hay de comportamiento irregular. Algunos, van disminuyendo en intensidad y frecuencia hasta apagarse. Permanecen así hasta que con el tiempo comienzan paulatinamente a despertar. Algunos en forma irregular hasta recuperar la regularidad de las pulsaciones.

Ilustración de magnetar crédito de NASA’s Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger

El magnetar XTE J1810-197 apareció en el 2004 para dormirse a fines del 2008.
A fines del 2018 despertó aunque algo cambiado.
La última actividad de este magnetar antes de dormirse era errática. Ahora se está despertando y se muestra más regular, aunque con una rotación más rápida; algo acostumnbrado por los magnetares o púlsares al despertarse.

Referencia:

  • A Strange, Sleeping Magnetar Just Woke Up After a Decade of Silence.
    By Rafi Letzter, Staff Writer 

Fuente:

  • Spin frequency evolution and pulse profile variations of the recently re-activated radio magnetar XTE J1810-197, L. Levin et al.

pdp.

Procesos potenciadores de los púlsares.

Los púlsares son estrellas de neutrones que se caracterizan por mostrarse como “faros” en el Espacio (https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%Balsar).
Resultan del colapso del núcleo de una estrella masiva luego de explotar como supernova, quedando con tamaños como el de una luna o pequeño planeta. En ese colapso, las partículas se unen formando neutrones y la estrella aumenta su rotación a miles de vueltas por segundo; como el patinador que junta los brazos para girar más rápido (conservación del momento angular). Tienen un fuerte campo magnético, producto de semejante rotación y suele estar muy desalineado respecto del eje de rotación. Si el colapso continúa, puede terminar como agujero negro.

Los púlsares pueden estar potenciados por dos procesos.

En su rápida rotación, las líneas de campo afectan (modulan) las partículas del material que aún rodea a la estrella de neutrones. Eso produce que las partículas afectadas por una fuerza que las sacude emitan energía. Ahí se tiene el efecto de faro detectable en pulsos de energía.

File:Pulsar schematic.svg

Ilustración de púlsar potenciado por rotación publicada en Wikipedia.

En este caso, los pulsos son detectables en radio-ondas y como esa energía proviene de la rotación, el púlsar va frenando su rotación. Éstos son los que están potenciados por rotación.

Otros tienen la compañía de una estrella que les dona materia.
Esa materia es canalizada por el campo magnético de la estrella de neutrones y entra por regiones cercanas a los polos del eje de rotación.
Allí se forman zonas “calientes” que emiten energía en rayos X.

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Ilustración de púlsar potenciado por acreción publicada en Cosmos

Con la rotación, esas zonas se comportan como fuentes localizadas que al pasar por la dirección de la visual, producen ese efecto de faro.

En este caso, el púlsar está potenciado por acreción de materia.

Referencia:

Fuente:

pdp.

 

¿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.

AR Sco., una enana blanca que se comporta como púlsar.

Artículo actualizado el 13/sep./2017 a las 14:10 HOA (GMT -3).
En el espacio hay faros naturales.
Los Púlsares, son estrellas de neutrones de muy rápida rotación. Su gran campo magnético está desalineado respecto del eje de rotación. Está rodeada de materia de tal forma que al rotar, el campo magnético “modula” (sacude) las cargas eléctricas de ese material haciendo que emitan energía al sufrir la aceleración del movimiento. Así se comporta como un faro del tamaño de una luna o pequeño planeta girando en fracciones de segundo (Wikipedia, https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%Balsar).

Ilustración de púlsar publicada en Wikipedia – Autor: Mysid.

Las estrellas enanas blancas, son los restos evolutivos de estrellas de tipo Solar (nuestro Sol terminará su vida como enana blanca). Luego de crecer como gigante roja, dejará una nebulosa planetaria y terminará como una enana blanca brillando muy poco por el calor generado por la contracción. En su interior, el carbono tomará una estructura semejante a la del diamante.
Pero hay enanas blancas revoltosas, al menos una.

La variable AR Scorpii (AR Sco.) es una binaria a casi 400 años luz de casa formada por una enana roja de baja masa y una enana blanca de mayor masa que su compañera. Giran entre ellas con un período de 3,55 horas y están separadas 1 200 000 Kms., eso es 3 veces la distancia Tierra – Luna.
Se le detectó pulsos de energía con una frecuencia igual a la rotación de la enana blanca.

Por algún motivo, aún desconocido, la enana blanca tiene un rápida rotación y está emitiendo energía en forma de haces de luz concentrados similares al caso de los púlsares, claro que con menos frecuencia.

Ilustración del sistema AR Sco. crédito de M. GARLICK/UNIVERSITY OF WARWICK, ESA/HUBBLE

Esa energía enfocada llega a tocar a la enana roja potenciando a sus electrones moviéndolos a velocidades altísimas, casi la de la luz. Luego, en la desaceleración, emiten energía.

Es la primera enana blanca con evidencias de este comportamiento similar al de un púlsar. No obstante, ya se había mostrado que la enana blanca AE Acuarii tenía rápida rotación y emitía pulsos en Rayos X.


Actualización del 13/sep./2017 a las 14:10 HOS (GMT -3).
El sistema muestra variaciones de brillo a medida que interactúan sus componentes. Hay evidencias de variaciones del doble de brillo en minutos y horas, pero también hay evidencia de variaciones de brillo en décadas.

Referencia:

Fuente:


Referencia:

Fuente:

pdp.

Una explicación para los Swoosh en los Púlsares.

Los Púlsares, son el resultado de una estrella que estalló dejando su apretado núcleo desnudo.
Ese núcleo colapsa formando una estrella de neutrones (electrones y protones unidos por el colapso) y muchos van camino a ser un agujero negro.
Sus polos magnéticos suelen no coincidir con los de su eje de rotación, y al hacerlo, modulan el gas que las rodea y ese gas emite radiación concentrada en una dirección como un faro. Su rápida rotación, hace que esos objetos del tamaño de una luna o planeta enano emitan esos pulsos cada algunos pocos segundos o fracción, a veces en milésimas de segundos.

Pero existe un raro fenómeno conocido como Swoosh o silbido.
En algunos pulsares, como por ejemplo en B1859+07, se detecta que los pulsos se adelantan y luego de unos minutos se normalizan para luego repetir ese proceso.
Eso suele ser evidencia de un objeto compañero al pulsar.
En este caso, ese compañero está muy cercano y por lo tanto orbitarían entre ellos a velocidades cercanas a la de la luz. Recordemos que los cuerpos se mueven más rápido a medida que se acercan por el principio de conservación del momento angular; el mismo que hace que un patinador gire más rápido al juntar sus brazos al cuerpo.
Pero a esa velocidad, el compañero debería despedazarse por el tirón gravitacional del pulsar y por la acción de la rápida rotación mutua. Una solución podría ser la dada por un agujero negro no muy grande, el cual tiene la propiedad de no desarmarse; pero ese es poco probable.

Pulsar

Ilustración crédito de NASA/Caltech.

Se sabe que los pulsares suelen estar acompañados por enanas blancas; resto evolutivo de estrellas de tipo solar. Se sabe también que en esa mutua rotación, hay fricciones con el material que rodea al pulsar, por lo que van decayendo. Así van aumentando su velocidad a medida que se acercan y la enana se desarma.
Luego, es muy probable que el Swoosh detectado, se deba a las etapas tardías (casi finales) de un pulsar acompañado del núcleo de lo que fue su enana blanca compañera, ya casi a punto de unirse.

Referencia:

Fuente:

pdp.