Concepción artística de la llamarada de rayos gamma que se expande desde SGR 1806-20. Crédito de la imagen: NASA. Haga clic para ampliar
Una gigantesca explosión en una estrella de neutrones a mitad de camino a través de la galaxia de la Vía Láctea, la mayor explosión jamás registrada en el universo, debería permitir a los astrónomos por primera vez explorar el interior de estos misteriosos objetos estelares.
Un equipo internacional de astrofísicos, que analiza los datos de un satélite de rayos X de la NASA, el Rossi X-ray Timing Explorer, informa en la edición del 20 de julio de Astrophysical Journal Letters que la explosión produjo vibraciones dentro de la estrella, como una campana sonando, que generó fluctuaciones rápidas en la radiación de rayos X que emitió al espacio. Estos pulsos de rayos X, emitidos durante cada rotación de siete segundos por la estrella que gira rápidamente, contenían las vibraciones de frecuencia de los temblores masivos de la estrella de neutrones.
Al igual que los geólogos investigan el interior de la Tierra a partir de las ondas sísmicas producidas por los terremotos y los astrónomos solares estudian el sol utilizando ondas de choque que viajan a través del sol, las fluctuaciones de rayos X descubiertas por esta explosión deberían proporcionar información crítica sobre la estructura interna de las estrellas de neutrones.
? Esta explosión fue similar a golpear la estrella de neutrones con un martillo gigantesco, haciendo que sonara como una campana? dijo Richard Rothschild, astrofísico del Centro de Astrofísica y Ciencias del Espacio de la Universidad de California y uno de los autores del informe de la revista. ? Ahora la pregunta es, ¿qué significa la frecuencia de las oscilaciones de la estrella de neutrones? ¿El tono producido por la campana que suena?
¿Significa que las estrellas de neutrones son solo un montón de neutrones agrupados? ¿O las estrellas de neutrones tienen partículas exóticas, como los quarks, en sus centros como creen muchos científicos? ¿Y cómo flota la corteza de una estrella de neutrones sobre su núcleo superfluido? Esta es una rara oportunidad para que los astrofísicos estudien el interior de una estrella de neutrones, porque finalmente tenemos algunos datos que los teóricos pueden analizar. Con suerte, podrán decirnos qué significa todo esto.
Los terremotos más grandes de la estrella atravesaron la estrella de neutrones a una velocidad increíble, haciendo vibrar la estrella a 94.5 ciclos por segundo. ? Esto está cerca de la frecuencia de la tecla 22 de un piano, F aguda ,? dijo Tomaso Belloni, un miembro italiano del equipo que midió las señales.
El equipo internacional, liderado por GianLuca Israel, Luigi Stella y Belloni del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, descubrió las oscilaciones de los datos recuperados dos días después de Navidad por el Rossi X-Ray Timing Explorer, un satélite diseñado para estudiar la fluctuante X -emisiones de rayos de fuentes estelares. Las oscilaciones peculiares que encontraron los investigadores comenzaron tres minutos después de una explosión titánica en una estrella de neutrones que, por solo una décima de segundo, liberó más energía de la que emite el sol en 150,000 años. Las oscilaciones luego retrocedieron gradualmente después de aproximadamente 10 minutos.
Las estrellas de neutrones son los densos núcleos de materia que giran rápidamente que resultan del colapso aplastante de una estrella que ha agotado todo su combustible nuclear y explotó en un evento cataclísmico conocido como supernova. El colapso es tan aplastante que los electrones son forzados al núcleo atómico y se combinan con los protones para convertirse en neutrones. La esfera resultante de los neutrones es tan densa, que concentra la masa del sol en una esfera de solo 10 millas de diámetro, que una cucharada de su materia pesaría miles de millones de toneladas en la Tierra.
La mayoría de los millones de estrellas de neutrones en nuestra galaxia, la Vía Láctea, producen campos magnéticos que son un billón de veces más fuertes que los de la Tierra. Pero los astrofísicos han descubierto menos de una docena de estrellas de neutrones magnéticos ultraaltas, llamadas "magnetares". con campos magnéticos mil veces mayores, lo suficientemente fuertes como para extraer información de una tarjeta de crédito a una distancia a medio camino de la luna.
Estos campos magnéticos intensos son lo suficientemente fuertes que a veces se doblan la corteza de las estrellas de neutrones, causando? Temblores de estrellas? que dan como resultado la liberación de rayos gamma, una forma de radiación más energética que los rayos X. Se sabe que cuatro de estos magnetares hacen exactamente eso y se denominan "repetidores de gamma suaves". o SGRS, por astrofísicos porque estallan al azar y liberan una serie de breves estallidos de rayos gamma.
SGR 1806-20, la designación formal de la estrella de neutrones que explotó y envió rayos X inundando la galaxia el 27 de diciembre de 2004, produciendo un destello más brillante que cualquier cosa que se haya detectado más allá del sistema solar, es una de ellas. El destello fue tan brillante que cegó todos los satélites de rayos X en el espacio por un instante e iluminó la atmósfera superior de la Tierra.
Los astrofísicos sospechan que la explosión de rayos gamma y radiación de rayos X de esta explosión inusualmente grande podría provenir de un campo magnético altamente retorcido que rodea la estrella de neutrones que de repente se rompió, creando un terremoto titánico en la estrella de neutrones.
"El escenario probablemente era análogo a una banda elástica retorcida que finalmente se rompió y en el proceso liberó una enorme cantidad de energía". dijo Rothschild. ? Con esta liberación de energía, el campo magnético que rodea al magnetar fue presumiblemente capaz de relajarse a una configuración más estable?
El destello de energía del 27 de diciembre fue detectado por varios satélites europeos y de la NASA y registrado por radiotelescopios en todo el mundo. Ya ha sido objeto de numerosos artículos científicos publicados en los últimos meses.
? La repentina y sorprendente aparición de esta llamarada gigante, que nos ayudará a aprender más sobre la naturaleza de los magnetares y la composición interna de las estrellas de neutrones? dijo Rothschild, "subraya la importancia de tener satélites y telescopios con la capacidad de registrar fenómenos inusuales e impredecibles en el universo".
Otros miembros del equipo internacional fueron Pier Giorgio Casella, Simone Dall? Osso y Massimo Persic del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia; Yoel Rephaeli de UCSD y la Universidad de Tel Aviv; Duane Gruber, anteriormente de UCSD y ahora en la Corporación Científica Eureka en Oakland, California; y Nanda Rea del Instituto Nacional de Investigación Espacial en los Países Bajos.
Fuente original: Comunicado de prensa de UCSD
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