Una estrella de neutrones en acción.

Nuevas características del vídeo de Chandra del púlsar Vela.

Crédito del vídeo: NASA/CXC/Univ of Toronto/M.Durant et al 

A diferencia de algunas películas taquilleras, la secuela de una película del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA es mejor que la primera. Esta última película presenta una mirada más profunda a un chorro de partículas en movimiento rápido producido por una estrella de neutrones que gira rápidamente, y puede proporcionar una nueva percepción de la naturaleza de algunas de las materias más densas del universo.

El héroe de esta película de Chandra es el púlsar Vela, una estrella de neutrones que se formó cuando una estrella masiva colapsó. El púlsar Vela está a unos 1.000 años luz de distancia de la Tierra, tiene unos 12 kilómetros de diámetro y hace una rotación completa cada 89 milisegundos, más rápido que un rotor de helicóptero.

A medida que el pulsar gira alrededor, arroja un chorro de partículas cargadas que corren a lo largo del eje de rotación del pulsar a aproximadamente al 70 por ciento de la velocidad de la luz. Los nuevos datos de Chandra, que se obtuvieron de junio a septiembre de 2010, sugieren que el púlsar puede tambalearse lentamente, o preceder, a medida que gira. Se estima que el período de la precesión, que es análogo al bamboleo lento de un trompo, es de aproximadamente de 120 días.

"Creemos que el púlsar Vela es como un rociador de jardín giratorio, excepto cuando el agua explota a más de la mitad de la velocidad de la luz", dijo Martin Durant de la Universidad de Toronto en Canadá, que es el primer autor del artículo que describe estos resultados.

Una posible causa de precesión para una estrella de neutrones giratoria es que se ha distorsionado ligeramente y ya no es una esfera perfecta. Esta distorsión podría ser causada por la acción combinada de la rotación rápida y los "fallos", aumentos repentinos de la velocidad de rotación del púlsar debido a la interacción del núcleo superfluido de la estrella de neutrones con su corteza.

El púlsar Vela etiquetado.

"La desviación de una esfera perfecta solo puede ser equivalente a una parte en 100 millones", dijo el coautor Oleg Kargaltsev de la Universidad George Washington en Washington, quien presentó los resultados el lunes en la 221 reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Long Beach, Calif. "Las estrellas de neutrones son tan densas que incluso una pequeña distorsión como esta tendría un gran efecto".

Si se confirma la evidencia de la precesión del púlsar Vela, sería la primera vez que se descubre que una estrella de neutrones es de esta manera. La forma y el movimiento del chorro del púlsar Vela se parecen mucho a una hélice giratoria, una forma que se explica naturalmente por la precesión.

Otra posibilidad es que los fuertes campos magnéticos alrededor del pulsar estén influenciando la forma del chorro. Por ejemplo, si el chorro desarrolla una pequeña curvatura causada, por precesión, las líneas del campo magnético en el interior de la curva se espaciarán más de cerca. Esto empuja las partículas hacia el exterior de la curva, aumentando el efecto.

"Es como tener una manguera de incendios sin protección y un flujo de agua a alta presión", dijo el coautor George Pavlov, investigador principal de la propuesta de Chandra en la Universidad Estatal de Pensilvania en University Park. "Todo lo que necesita es una pequeña curva en la manguera y puede provocar un movimiento violento".

Imagen de campo amplio del púlsar Vela situado en el recuadro rojo en
longitudes de onda óptica y rayos X.


Esta es la segunda película de Chandra del púlsar de Vela. El original fue lanzado en 2003 por Pavlov y coautores. La primera película de Vela contenía observaciones más cortas y desigualmente espaciadas, de modo que los cambios en el chorro eran menos pronunciados y los investigadores no argumentaban que la precesión estaba ocurriendo. Sin embargo, sobre la base de los mismos datos, Avinash Deshpande del Observatorio de Arecibo en Puerto Rico y el Instituto de Investigación Raman en Bangalore, India, y el fallecido Venkatraman Radhakrishnan, argumentaron en un documento de 2007 que el pulsar Vela podría estar en proceso de precesión.

Los astrónomos han vuelto a observar a Vela porque ofrece una excelente oportunidad para estudiar cómo funcionan un pulsar y su chorro. El chorro de 0,7 años luz de longitud de Vela es similar a los producidos por acreción de agujeros negros supermasivos en otras galaxias, pero en una escala mucho más pequeña. Debido a que el chorro de Vela cambia drásticamente en un período de meses y está relativamente cerca, puede estudiarse en gran detalle a diferencia de los chorros de los agujeros negros que cambian en escalas de tiempo mucho más largas.

Si se confirma la precesión y el pulsar Vela es una estrella de neutrones distorsionada, debería ser una fuente persistente de ondas gravitacionales, y sería un objetivo principal para la próxima generación de detectores de ondas gravitacionales diseñados para probar la teoría de la relatividad general de Einstein.

Un artículo que describe estos resultados puede encontrarlo en The Astrophysical Journal. Otros coautores del artículo fueron Julia Kropotina y Kseniya Levenfish de la Universidad Politécnica del Estado de San Petersburgo en San Petersburgo, Rusia.

El Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla la ciencia y las operaciones de vuelo de Chandra desde Cambridge, Massachusetts.

Para imágenes de Chandra, multimedia y materiales relacionados, visite:
http://www.nasa.gov/chandra

Para obtener una imagen interactiva adicional, un podcast y un video sobre el hallazgo, visite:
http://chandra.si.edu

Contactos de medios:
J.D. Harrington
Sede, Washington
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j.d.harrington@nasa.gov

Megan Watzke
Centro de rayos X Chandra, Cambridge, Massachusetts.
617-496-7998
mwatzke@cfa.harvard.edu

Créditos:
NASA/CXC/Univ of Toronto/M.Durant et al.

• Comunicado de prensa en Chandra el 7 de enero del 2.013

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