Arriba a la izquierda: Una estrella gigante azul, mucho más masiva que nuestro Sol, consumió todo su hidrógeno, su helio y sus elementos más pesados, incluido el hierro, mediante la fusión nuclear. Ahora tiene un pequeño núcleo de hierro (el punto rojo) en el centro. A diferencia de las etapas anteriores de fusión, la fusión de los átomos de hierro, en vez de liberar energía, la absorbe. Con el agotamiento de la energía generada por la fusión, que permitía a la estrella resistir su propio peso, la estrella colapsa rápidamente y gatilla una explosión de supernova. Arriba a la derecha: El colapso está en curso y produce una estrella de neutrones superdensa con un fuerte campo magnético en el centro (recuadro). A pesar de tener cerca de 1,5 veces la masa del Sol, la estrella de neutrones tiene tan solo el tamaño de Manhattan. Abajo a la izquierda: La explosión de la supernova expulsa a gran velocidad una capa de escombros hacia el espacio interestelar. En esta etapa, la capa de escombros es lo suficientemente densa como para bloquear cualquier onda de radio proveniente de la zona de la estrella de neutrones. Abajo a la derecha: A medida que se extiende por algunas décadas, la capa de escombros de la explosión pierde densidad y termina volviéndose lo suficientemente fina para que pasen las ondas de radio. Esto permitió detectar en los datos de la campaña VLA Sky Survey la brillante emisión de radio generada por la estrella de neutrones que gira mientras su intenso campo magnético barre el espacio circundante y acelera las partículas cargadas. Este fenómeno se conoce como nebulosa de viento de púlsar.
Newswise — Al analizar datos de la campaña de observación VLA Sky Survey (VLASS), un equipo de astrónomos descubrió una de las estrellas de neutrones más jóvenes que se haya observado. Las estrellas de neutrones son remanentes superdensos de una supernova, una estrella masiva que explotó. Las imágenes, obtenidas con el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), de la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU., indican que la brillante emisión de radio generada por el campo magnético del púlsar mientras gira acaba de emerger de una densa capa de escombros de la supernova.
El objeto, conocido como VT 1137-0337, se encuentra en una galaxia enana situada a 395 millones de años luz de la Tierra. Fue detectado por primera vez en una imagen del estudio VLASS en enero de 2018, pues había brillado por su ausencia en una imagen de la misma región obtenida en 1998 en el marco de la campaña FIRST del VLA. Su existencia fue luego confirmada por observaciones del estudio VLASS realizadas en 2018, 2019, 2020 y 2022.
“Lo más probable es que estemos presenciando una nebulosa de viento de púlsar”, señala el estudiante de posgrado de Caltech Dillon Dong, quien cursará un posdoctorado en el marco del programa Jansky Postdoctoral Fellow en el Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos (NRAO, en su sigla en inglés) este año. La nebulosa de viento de púlsar se genera cuando el intenso campo magnético de una estrella de neutrones que gira rápidamente acelera las partículas cargadas que la rodean hasta velocidades cercanas a la de la luz.
”Según sus características, este púlsar es muy joven; podría tener tan solo 14 años, y sin duda no tiene más de 60 u 80”, afirma Gregg Hallinan, director de tesis de doctorado de Dillon Dong en Caltech.
Los astrónomos anunciaron su hallazgo durante el encuentro de la Sociedad Astronómica Estadounidense celebrado en Pasadena (California).
Dillon Dong y Gregg Hallinan descubrieron el objeto en datos de la campaña VLASS que NRAO emprendió en 2017 para estudiar todo el cielo visible desde el VLA, es decir, cerca del 80 % del cielo. El estudio implica un barrido exhaustivo del cielo tres veces seguidas en un plazo de siete años, siendo uno de los objetivos encontrar objetos pasajeros. Los astrónomos descubrieron VT 1137-0337 en datos del primer barrido que datan de 2018.
Al comparar los datos de ese barrido con una campaña anterior del VLA llamada FIRST se revelaron 20 objetos pasajeros particularmente luminosos que podrían estar relacionados con galaxias conocidas.
”Este objeto destacó porque su galaxia está experimentando un brote de formación estelar, y por las características de su emisión de radio”, explica Dillon Dong. Se trata de una galaxia enana conocida como SDSS J113706.18-033737.1, que tiene cerca de 100 millones de veces la masa de nuestro Sol.
Al estudiar las características de VT 1137-0337, los astrónomos consideraron varias hipótesis: que se trataba de una supernova, que eran los destellos de rayos gamma o que había sido un evento de disrupción gravitacional, en el que una estrella es desintegrada por un agujero negro supermasivo. Al final llegaron a la conclusión que la explicación más plausible era la existencia de una nebulosa de viento de púlsar.
Se trataría, pues, de una estrella mucho más masiva que el Sol, que pasó por la etapa de supernova y explotó, dejando detrás de sí una estrella de neutrones. La mayor parte de la masa de la estrella fue expulsada hacia fuera en una capa de escombros. Mientras la estrella de neutrones gira rápidamente, su poderoso campo magnético barre el espacio circundante y acelera las partículas cargadas. Esto, a su vez, genera una intensa emisión de radio.
Al comienzo, la señal de radio era bloqueada por la capa de escombros de la explosión, pero luego de que esta se disipara y perdiera densidad, las ondas de radio de la nebulosa de viento de púlsar finalmente emergieron.
”Esto sucedió entre la observación de la campaña FIRST en 1998, y la del estudio VLASS en 2018”, afirma Gregg Hallinan.
El ejemplo más famoso de una nebulosa de viento de púlsar probablemente sea la Nebulosa del Cangrejo, situada en la constelación Tauro, nacida de una supernova que brilló intensamente en el año 1054. Hoy el Cangrejo es fácilmente observable con telescopios pequeños.
“El objeto que encontramos parece tener cerca de 10.000 veces más energía que el Cangrejo, así como un campo magnético más fuerte”, comenta Dillon Dong. “Es posible que sea un “supercangrejo” en ciernes”, agrega.
Si bien Dillon Dong y Gregg Hallinan sostienen que VT 1137-0337 es probablemente una nebulosa de viento de púlsar, también es posible que su campo magnético sea tan intenso como para que entre en la categoría de las magnetoestrellas, una especie de objeto supermagnético. Las magnetoestrellas son las principales candidatas a explicar la existencia de misteriosas ráfagas rápidas de radio (FRB, en su sigla en inglés) que actualmente son objeto de un intenso escrutinio.
“En ese caso, sería la primera magnetoestrella observada en pleno acto de aparición, y eso también es muy emocionante”, celebra Dillon Dong.
En efecto, algunas ráfagas rápidas de radio también han estado relacionadas con la existencia de fuentes de radio persistentes, cuya naturaleza son igualmente un misterio. Tienen propiedades muy similares a las de VT 1137-0337, pero no han dado señales de experimentar variaciones muy pronunciadas.
“Nuestro hallazgo de una fuente muy similar recientemente activada sugiere que las fuentes de radio relacionadas con las FRB también podrían ser nebulosas de viento de púlsar luminosas”, afirma Dillon Dong.
Los astrónomos pretenden realizar observaciones adicionales para obtener más información sobre el objeto y monitorear la evolución de su comportamiento.
El Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos (NRAO) es un establecimiento de la Fundación Nacional de Ciencia operado por Associated Universities, Inc. en virtud de un acuerdo de cooperación.
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