Hace muchos millones o miles de millones de años, una estrella gigantesca en la constelación de Sagitario llamada J1808 se quedó sin combustible, colapsó bajo su propio peso y explotó.
Explosiones como esta son comunes en el cosmos; Los científicos saben que son parte de un proceso que transforma poderosos soles en estrellas de neutrones arrugadas, las estrellas más pequeñas y densas del universo. Lo que ha intrigado a los astrónomos sobre J1808 hoy, sin embargo, es el hecho de que es todavía explotando y aparentemente inundando nuestra galaxia con algunas de las explosiones de luz más intensas jamás detectadas.
El 20 de agosto de 2019, un telescopio especial de observación de estrellas de neutrones a bordo de la Estación Espacial Internacional (EEI) registró una explosión termonuclear en J1808 que destruyó todas las explosiones detectadas anteriormente. El breve estallido de luz de rayos X parpadeó durante solo 20 segundos, pero lanzó más energía en ese tiempo que el sol de la Tierra en 10 días, según un comunicado de prensa de la NASA. Fue el destello de energía más brillante jamás registrado por el telescopio, que se puso en línea en 2017.
"Esta explosión fue sobresaliente", dijo Peter Bult, astrofísico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y autor principal de un estudio reciente sobre la explosión publicado en The Astrophysical Journal Letters, en un comunicado. "Vemos un cambio de dos pasos en el brillo, que creemos que es causado por la expulsión de capas separadas de la superficie, y otras características que nos ayudarán a decodificar la física de estos poderosos eventos".
Una sociedad inestable
J1808 es un púlsar, o una estrella de neutrones que gira extremadamente rápido y emite una potente radiación electromagnética desde sus dos polos. Las estrellas como esta giran tan rápido (J1808 completa alrededor de 400 rotaciones por segundo) que los rayos de energía en sus polos parecen pulsar como luces estroboscópicas cada vez que apuntan hacia la Tierra.
Similar a un agujero negro, la poderosa gravedad de una estrella de neutrones puede atraer constantemente grandes cantidades de materia circundante que se acumula en un vasto disco giratorio en el borde de la estrella (esto se llama un "disco de acreción"). Según los autores del nuevo estudio, J1808 parece haber pasado mucho tiempo aspirando gas hidrógeno de un misterioso objeto celeste con el que comparte una órbita binaria. Este objeto, más grande que un planeta pero más pequeño que una estrella, gana el título cosmológico poco halagador "enana marrón".
La explosión masiva observada el 20 de agosto parece ser el resultado de una relación larga y unilateral entre J1808 y su compañero marrón, escribieron los investigadores. La estrella de neutrones parece haber absorbido tanto hidrógeno de su vecina en los últimos años que el gas se convirtió en un "mar" supercaliente y superdenso que comenzó a caer hacia adentro y cubrió la superficie de la estrella. El calor de la estrella calentó tanto a este mar que comenzó a producirse una reacción nuclear, haciendo que los núcleos de hidrógeno se fusionen en núcleos de helio. Con el tiempo, este helio recién formado creó una segunda capa de gas alrededor de la superficie de la estrella que abarcó varios metros de profundidad, escribieron los investigadores.
"Una vez que la capa de helio tiene unos pocos metros de profundidad, las condiciones permiten que los núcleos de helio se fusionen en carbono", dijo en el comunicado el coautor del estudio, Zaven Arzoumanian, también con la NASA. "Entonces el helio entra en erupción explosivamente y desencadena una bola de fuego termonuclear en toda la superficie del púlsar".
Los investigadores creen que la explosión del 20 de agosto se produjo cuando una bola de fuego de ese tipo hizo volar rápidamente las capas de hidrógeno y helio que rodeaban a la estrella en una sucesión rápida, provocando un doble destello de energía de rayos X intensamente brillante que estalla en el espacio. (J1808 y su socio se encuentran a unos 11,000 años luz de la Tierra, que está bastante cerca, desde el punto de vista cósmico).
Esta interpretación de la explosión se ajusta a las observaciones de la ISS, pero deja fuera un detalle importante. Después de los primeros dos picos en la energía de rayos X, el púlsar lanzó una tercera explosión ligeramente más tenue que fue aproximadamente un 20% más brillante que el parpadeo normal de la estrella. No está claro qué tipo de mecanismo desencadenó esta explosión final de energía, dijeron los investigadores.
