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3XJ004, el primero de su tipo en Andrómeda.

Cuando una estrella explota en forma de supernova, deja un núcleo colapsado en forma de estrella de neutrones. Este objeto suele estar rodeado de materia que al interactuar con su campo magnético en rápida rotación, emite radiación como un faro. Eso es un Púlsar.
Estos Púlsares, suelen estar acompañados de las estrellas compañeras de las que tomaban masa hasta explotar, e incluso, como estrellas de neutrones, siguen consumiéndola irradiando en rayos X a medida que la materia caen en ellas.
Los Púlsar binarios conocidos están en nuestra Galaxia.
Recientemente, revisando observaciones de la galaxia de Anrómeda, se encontró evidencias de un Púlsar binario. Los pulsos debido a su rotación son cada 1.2 segundos. Como siempre digo en estos casos, imaginemos una pelota del tamaño de una luna o pequeño planeta girando cada 1 segundo. Eso es girar rápido.

Ilustración crédito de ESA/Herschell/PACS/SPIRE/J. Fritz, U.Gent/XMM-Newton/EPIC/W. Pietsch, MPE; data P. Esposito et al. (2016).

Junto a su compañera, se orbitan cada 1,3 días. Lo llamativo de este objeto, es que se trata del primero de su especie hallado en esa galaxia vecina. Se trataría de un par de estrellas de baja a mediana masas. Catalogado como 3XJ004, el Púlsar estaría en la dirección de un brazo externo, podría pertenecer a un cúmulo globular.

Fuentes:

pdp.

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Sobre el pulsar de la Nebulosa del Cangrejo.

Un pulsar es el resto de una estrella masiva muerta en una colosal explosión en forma de supernova.
Se trata de un núcleo estelar del tamaño de una luna o asteroide, rotando muy rápido y con un intenso campo magnético. Es algo tan compacto que forma neutrones, un objeto donde electrones (negativos) y protones (positivos) se unen neutralizándose.
Los polos de su intenso campo magnético no coinciden con los del objeto o estrella de neutrones. Así, cuando gira sobre su eje, el campo magnético pasa por la materia que aún rodea a la estrella de neutrones modulando (moviendo) a las partículas sueltas que quedan en esa materia circumestelar. Éstas, responden con emisión de radiación en forma de pulso por cada vez que el campo magnético para entre la estrella y nosotros. Esa radiación, se la puede medir con diferentes unidades, una de ellas es la conocida como electrón-volt (eV) que equivale a la energía de un electrón sometido a 1 Volt. Si esta definición de eV no resulta fácil de entender, no importa en este caso; lo que importa es que a mayor eV, mayor energía.

File:Chandra-crab.jpg

Composición de imágenes visibles (color rojo) y en rayos X (color azul) de la Nebulosa del cangrejo crédito de Hester et al. (ver enlace de la imagen)

La nebulosa del cangrejo, es el remanente de la supernova SN1054 (estalló en el año 1054 y hay registros de observación a simple vista de ese evento). En su centro quedó el pulsar PSR J0534+220. Es uno de los pulsares más potentes de la galaxia y uno de los pocos donde sus pulsos fueron detectados a lo largo de todo el espectro (electromagnético) de energía; desde radio-ondas (largas longitudes de onda y bajas energía) hasta rayos gamma (cortísimas longitudes de onda con altas energías).
Este pulsar no presenta pulsos “simples”. Da una vuelta cada 33 milésimas de segundo. Imaginemos una pelota del tamaño de la Luna girando 33 mil veces por segundo.
Cada pulso tiene en realidad 3 componentes (tres sub-pulsos) ligeramente separadas.
El primero de los pulsos (P1), se destaca en radio-ondas donde las energías son de milésimas de eV.
El segundo pulso (P2), es pobre en radio-ondas pero dominante en rayos gamma donde las energías superan los 50 mil millones de eV.
Ente ellos está el tercer pulso (P3) conocido como “el punte” que se detecta solo en energías por encima de 150 mil millones de eV.
Recientemente, se han detectado pulsos de 1,5 billones de eV (o sea 1,5 TeV donde TeV = Tera eV = 1000 GeV = 1000 x 1000 MeV = 1000 x 1000 x 1000000 eV).
Todo esto implica que las partículas moduladas por el campo magnético del pulsar se mueven a velocidades cercanas a la de la luz en un escenario más complejo del pensado.

Fuente:

pdp.

Posible origen de dos fuentes de Radio/Rayos X

rxfuentes

Imagen publicada en el trabajo de F. García et al.

Se observó dos fuentes de rayos X espacialmente relacionadas (hay una configuración espacial entre ellas) y no precisamente identificadas. También se las observó en radio-ondas [1] con la finalidad de averiguar si existían evidencias de que estén relacionadas físicamente. Así es como se encontró una fuente puntual alineada con una emisión alargada y difusa.
Según los datos obtenidos, hay tres escenarios posibles.

1. Puede tratarse de un objeto galáctico. Un púlsar con una nebulosa asociada donde lo observado corresponde a la interacción de la emisión del púlsar y esa nebulosa que lo rodea. En ese caso, el objeto no estaría a menos de 6 mil años luz [2].

2. Puede ser un objeto extragaláctico. El objeto puntual puede ser el núcleo activo de una radio-galaxia (galaxia activa en radio) y la emisión difusa alineada con la fuente puntual es la proveniente de uno de sus lóbulos (el que apunta casi hacia nosotros). En este caso, el otro lóbulo estaría apuntando e irradiando en la dirección opuesta por lo que no observamos sus emisiones.

3. Puede tratare de una alineación casual entre dos fuentes no relacionadas. Por un lado, el núcleo activo de una galaxia (primer caso), y por otro, una burbuja galáctica con gas caliente que emite en rayos X (como la burbuja local [3] pero en otro lugar de la galaxia).

Referencias:

  1. http://www.windows2universe.org/physical_science/magnetism/em_radio_waves.html&lang=sp
  2. https://es.wikipedia.org/wiki/A%C3%B1o_luz
  3. https://es.wikipedia.org/wiki/Burbuja_Local

Fuente:

pdp.

El transitorio en rayos X de IGR J17544−2619.

Cuando una estrella de neutrones [*] está envuelta en gas y su eje de rotación no coincide con los polos magnéticos, se dan pulsaciones de energía.
En su rotación con su eje desalineado respecto de la línea de los polos magnéticos, ese campo modula (mueve, sacude) las cargas eléctricas de la envoltura que la rodea. Cuando las cargas se sacuden por la acción del campo magnético que “pasa” por ellas, éstas emiten un pulso de energía concentrado en un cono en ambas direcciones del eje de los polos magnéticos.
Este es el proceso que caracteriza a los púlsar [1].

Ilustración de púlsar de Roy Smits

Las binarias en rayos X [2], son estrellas dobles donde una componente le entrega masa a su compañera. Esa materia cae en ella calentándose y emite energía en rayos X.
Hay binarias de este tipo que emiten bruscas y considerables cantidades de rayos X; son asociaciones de estrella gigantes de tipo OB [3].

IGR J17544-2619 es un objeto de este tipo que en octubre del 2014 presentó una gran emisión en rayos X. Se trata de una estrella de neutrones con una compañera supergigante de tipo OB con un período de 5 días aproximadamente, que como todos los sistemas de su tipo, emite transitoriamente rayos X en brotes que llegan a durar horas.
Al principio, estos brotes eran explicados con la caída de material en forma nubes compactas de la supergigante a la estrella de neutrones. Pero hay emisiones que escapan a ese modelo. Más aún, hay evidencias de pulsaciones con un período de unos 12 seg. originadas en un halo de materia en expansión que rodea a la estrella de neutrones y fuente de rayos X.

Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Púlsar
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X
  3. http://es.wikipedia.org/wiki/Tipo_espectral_(estelar)

Fuente:

pdp.

IGR J11014-6103, un Púlsar de alta velocidad que precesa.

CapturaEsta es una imagen (ampliable con un click) en rayos X [1] obtenida con el telescopio Chandra [2]. En ella se aprecia el remanente de supernova (RSN) catalogada como MSH 11-61A (arriba) de unos 10 mil a 20 mil años de edad. La estrella progenitora dejó expuesto su núcleo colapsado en un Púlsar [3] luego de la explosión. Este Púlsar está abajo en la imagen, se trata del objeto IGR J11014-6103. Como puede apreciarse, el Púlsar no está en el centro del RSN como se esperaría. Eso se debe a que la estrella progenitora presentó una explosión asimétrica que empujó al Púlsar a gran velocidad, esto ya se había observado antes [4]. En este caso, el Púlsar viaja a una velocidad entre 1000 Km/seg a 2000 Km/seg.
Lo acompaña una nebulosa inflada por viento estelar (en la foto se la señala como PWR – Pulsar Wind Nebulae) típica de los Pulsares que aún conservan materia a su alrededor.
La acreción de esta materia sobre el Púlsar en rápida rotación, genera chorros de materia [5] similares a los que presentan los agujeros negros y las estrellas jóvenes [6]. Esos chorros son bipolares por lo que se puede deducir que el eje de rotación del Púlsar es perpendicular a la dirección de su movimiento. De ambos chorros de materia, uno (el señalado como main jet) es más visible que su compañero (señalado como counter jet). Eso se debe a un efecto relativístico (descripto por la Teoría de la Relatividad) según el cual, la luz emitida se concentra en la dirección del movimiento, la que en este caso, tiene su mayor componente hacia nosotros.
Los chorros de materia no son cónicos con un eje rectilíneo como se espera, sino que presentan un rulo (más evidente en el main jet) que en perspectiva (contra el cielo) resulta en una “S” alargada. Eso se debe a que el eje de rotación del Púlsar esta precesando [7] como un trompo, en este caso con un período de unos 66 años.

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Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Observatorio_Chandra_de_Rayos_X
  3. http://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%BAlsar
  4. Explosiones Asimétricas en Supernovas Entregan Grandes Impulsos a Estrellas de Neutrones y a Agujeros Negros – https://paolera.wordpress.com/2013/06/04/explosiones-asimetricas-en-supernovas-entregan-grandes-impulsos-a-estrellas-de-neutrones-y-a-agujeros-negros/
  5. Primera aproximación a los chorros de materia relacionados con discos de acreción – https://paolera.wordpress.com/2013/12/20/primera-aproximacion-a-los-chorros-de-materia-relacionados-con-discos-de-acrecion/
  6. Chorros de Materia en Estrellas Jóvenes. – https://paolera.wordpress.com/2011/04/05/chorros-de-materia-en-estrellas-jvenes/
  7. http://es.wikipedia.org/wiki/Precesi%C3%B3n

Fuentes:

pdp.

Pulsares que Rejuvenecen, el Modelo de IGR J18245-2452.

Hay Pulsares de milisegundos con variaciones en su rotación, en radiación en Radio-ondas y en Rayos X de tal forma que cuando una aumenta la otra decae haciendo esto cíclicamente.
Un Púlsar es una estrella colapsada que al hacerlo hasta el tamaño de 10 a 20 Km, comienza a girar muy rápido por conservación del momento angular, como cuando un patinador junta sus brazos para girar más rápido.
El polo magnético no coincide con el de rotación. Cuando rota (varias veces por segundo), el campo magnético afecta de una fuerza magnética a partículas cargadas en materia que puede rodear a la estrella. Al sentir esta modulación por la aceleración dada por una fuerza, las partículas irradian energía. Así se genera el efecto de faro, donde además por cuestiones relativísticas, el pulso se enfoca en un cono. Allí entonces los pulsos detectados de un Púlsar. Cuanto más rápida la rotación, más violenta será la modulación y de mayor frecuencia la energía irradiada (rayos X).A medida que rotan, van transformado energía cinética de la rotación, en energía electromagnética irradiada. Eso hace que el Púlsar se vaya frenando.

1CapturaSucede que hay Pulsares “viejos” rotando más rápido de lo que deberían. Incluso miles de veces por segundo (Púlsar de milisegundos de frecuencia de tiempo de rotación).
Esto y las variaciones que muestran en radiaciones en Radio y en rayos X, se explica con la presencia de una estrella compañera.

2CapturaLa compañera le entrega materia al Púlsar, lo que le aumenta el impulso angular y aumenta su rotación, aumentando así la emisión en Rayos X por ser más bruscas la modulaciones en la nube que lo rodea. La materia que cae espiralando, autofricciona calentándose y emitiendo en Radio-ondas.
3CapturaComo la materia que cae en el Púlsar tiene mucha densidad, las partículas que la componen se mueven despacio y presentan poca fricción, poco calor y luego poca radiación en Radio-ondas. Hasta aquí hay gran rotación, gran emisión en Rayos X y poca en Radio-ondas.

4CapturaA medida que la materia cae en el Púlsar, disminuye su densidad. Las partículas pueden entonces moverse más libremente y friccionar calentándose más y aumentando así la emisión en Radio-ondas. Mientras, la magnetósfera alejó la nube que rodea al Púlsar haciendo que la modulación que se produce en sus partículas sea menor y, por lo tanto, disminuya la radiación en Rayos X. Ahora tenemos la situación opuesta, gran emisión en Radio y poca en Rayos X.

El Púlsar tiende a frenarse, la nube que lo rodea vuelve a acercarse y otra donación de materia repite el proceso. Así hasta que su compañera termina con su donación y el Púlsar queda rotando y frenándose como debe hacerlo con el tiempo.

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Referencia:

Fuente:

pdp

Un Magnetar Cerca del Centro Galáctico.

480px-Pulsar_schematic.svgUn Púlsar[1], es el resto evolutivo de una estrella masiva que estalló dejando su núcleo descubierto y colapsado. Presentan pulsos de radiación como un faro y rotan a enorme velocidad; varias veces por segundo, hasta miles de veces en ese tiempo. Imagínense una pelota del tamaño de un planeta girando miles de veces por segundo.
Esa rápida rotación, suele generar corrientes eléctricas al mover cargas a gran velocidad. Como toda corriente eléctrica implica un campo magnético, muchos Púlsares tienen enormes campos de este tipo, por lo que se los llama Magnetares[2].

Se encontró un Magnetar cerca de nuestro Centro Galáctico (CG).
Catalogado como PSR J1745—2900, está a menos de 0,3 Años Luz de SgrA*, el agujero negro súper masivo del centro de la Vía Láctea[3]. Si un Año Luz es la distancia recorrida por la luz en un año, eso será 365 veces la distancia que recorre en un día, luego el Magnetar está a unos 100 Días Luz de SgrA*.

Sorprende la poca cantidad de Púlsares hallados cerca del CG. Como los Magnetares son raros Púlsares, en el CG debe haber muchos para que exista al menos un Magnetar. De esta manera, los Púlsares en el CG serían más abundantes y no se los detecta debido a estructuras en esa región de la Galaxia que dificultan hallazgo y no conocemos lo suficiente.

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Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%BAlsar
    Imagen: http://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%BAlsar
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetar
  3. http://es.wikipedia.org/wiki/Sagitario_A*

Fuente:

pdp.