Estudios sobre el púlsar PSR J0740 + 6620
Las observaciones arrojan más luz sobre las propiedades del pulsar PSR J0740 + 6620
Un equipo internacional de astrónomos ha realizado observaciones de rayos X de un púlsar de milisegundos masivo conocido como PSR J0740 + 6620. Los resultados de la campaña de observación, presentados en un artículo publicado el 14 de mayo en el repositorio de preimpresión de arXiv, brindan información importante sobre las propiedades de este púlsar.
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| Datos de eventos del PSR J0740 + 6620 plegados en fase para dos ciclos de rotación. Crédito: Riley et al., 2021. |
Los púlsares son estrellas de neutrones rotativas altamente magnetizadas que emiten un haz de radiación electromagnética. Los púlsares que giran más rápidamente, con períodos de rotación por debajo de 30 milisegundos, se conocen como púlsares de milisegundos (MSP).
Los astrónomos asumen que se forman en sistemas binarios cuando el componente inicialmente más masivo se convierte en una estrella de neutrones que luego gira debido a la acumulación de materia de la estrella secundaria.
PSR J0740 + 6620 es un MSP alimentado por rotación aislada que gira a aproximadamente 346 Hz mientras orbita con un compañero binario. Estudios anteriores informaron que contiene una estrella de neutrones de gran masa, al menos dos veces más masiva que nuestro sol.
Un grupo de astrónomos dirigido por Thomas E. Riley de la Universidad de Amsterdam, Países Bajos, examinó más de cerca el PSR J0740 + 6620 para arrojar más luz sobre su naturaleza. Para ello, emplearon el instrumento Explorador de composición interior de la estrella de neutrones (NICER) a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) y la nave espacial XMM-Newton de la ESA.
"El análisis del PSR J0740 + 6620 se basa en una secuencia de exposiciones con NICER XTI (en adelante NICER) adquiridas en el período del 21 de septiembre de 2018 al 17 de abril de 2020 (...) El telescopio XMM-Newton (en adelante XMM) observó el PSR J0740 + 6620 como parte de un programa de tiempo discrecional del director en tres visitas: 26 de octubre de 2019 (ObsID 0851181601), 28 de octubre de 2019 (ObsID 0851181401) y 1 de noviembre de 2019 (ObsID 0851181501) ", escribieron los investigadores en el documento.
Las observaciones encontraron que PSR J0740 + 6620 tiene un radio ecuatorial de aproximadamente 12,39 km y una masa de aproximadamente 2,07 masas solares. El radio es consistente con los valores reportados por otros estudios, mientras que la masa es mayor de lo que se pensaba, ya que estudios previos señalaron valores entre 1,34 y 1,44 masas solares.
Según el estudio, PSR J0740 + 6620 tiene un período de giro de aproximadamente 2,88 ms, y la densidad de la columna de hidrógeno neutro para este púlsar se estimó en un nivel de unos 450 trillones/cm. El objeto se encuentra a unos 3.900 años luz de la Tierra.
Dado que muchos parámetros de PSR J0740 + 6620 siguen siendo desconocidos, los autores del documento planean una mayor investigación de este púlsar utilizando NICER y XMM-Newton.
"En el trabajo futuro, utilizaremos el proceso mejorado presentado en esta carta para realizar un análisis conjunto de los conjuntos de datos NICER y XMM para PSR J0030 + 0451 y otras fuentes", señalaron los investigadores.
Más información: A NICER View of the Massive Pulsar PSR J0740 + 6620 Informed by Radio Timing and XMM-Newton Spectroscopy, arXiv: 2105.06980 [astro-ph.HE], https://arxiv.org/abs/2105.06980
• Publicado en PHYS ORG el 24 de marzo del 2021, enlace publicación.
El púlsar de milisegundos PSR J0740 + 6620 tiene un compañero enano blanco con atmósfera de helio, sugiere un estudio
Un nuevo estudio publicado el 28 de febrero en arXiv.org sugiere que un púlsar de milisegundos conocido como PSR J0740 + 6620 tiene un compañero estelar. La investigación proporciona evidencia que indica que este objeto probablemente esté acompañado por una enana blanca ultrafría que exhibe una atmósfera de helio puro.
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| Imágenes de 16 segundos de arco × 16 segundos de arco GTC / OSIRIS Sloan r ′ (izquierda) e i′-band (derecha) del campo J0740. Las imágenes se suavizan con el kernel de Gauss de 3 píxeles, compatible con el valor de visualización. El círculo blanco muestra la incertidumbre de la posición del púlsar 3σ de ≈ 0,24 segundos de arco, que explica los errores de referencia óptica astrométrica y las incertidumbres de la posición de sincronización de radio, corregidas para el movimiento adecuado. La región de 2,3 × 2,3 segundos de arco dentro del cuadro negro en el panel derecho se agranda y se muestra en el recuadro en la esquina superior derecha de la imagen. Los círculos sólidos y discontinuos son incertidumbres de posición 1σ del púlsar y su posible compañero binario, respectivamente. Crédito de la imagen: Beronya et al., 2019. |
Los púlsares son estrellas de neutrones rotativas altamente magnetizadas que emiten un haz de radiación electromagnética. Los púlsares que giran más rápidamente, con períodos de rotación por debajo de 30 milisegundos, se conocen como púlsares de milisegundos (MSP).
Los astrónomos creen que los MSP se forman en sistemas binarios cuando el componente inicialmente más masivo se convierte en una estrella de neutrones que luego gira debido a la acumulación de materia de la estrella secundaria. Las observaciones realizadas hasta ahora parecen apoyar esta teoría, ya que se ha descubierto que más de la mitad de los MSP conocidos tienen compañeros estelares.
Ubicado a unos 1.300 años luz de distancia de la Tierra, el PSR J0740 + 6620 (o J0740 para abreviar) es un MSP con un período de giro de aproximadamente 2,88 milisegundos. Estudios previos de este púlsar sugirieron que tiene una estrella secundaria, muy probablemente una enana blanca. Ahora, un nuevo estudio publicado por Daria Beronya del Instituto Físico-Técnico de Ioffe en San Petersburgo, Rusia, y sus colegas proporciona más evidencia que respalda esta suposición.
Utilizando el Sistema Óptico para Imágenes y Espectroscopía Integrada de Baja Resolución (OSIRIS) del Gran Telescopio Canarias (GTC), el equipo de Beronya realizó observaciones ópticas profundas de J0740 en diciembre de 2017 con el fin de identificar un posible compañero de este púlsar.
"Informamos la detección del posible compañero del pulsar binario de milisegundos J0740 + 6620 con el Gran Telescopio Canarias en las bandas r ′ e i ′. La posición de la fuente similar a una estrella detectada coincide con las coordenadas del púlsar dentro de la incertidumbre 1σ de ≈ 0,2 segundos de arco ", escribieron los astrónomos en el estudio.
Según el documento, el compañero tiene una masa mínima de aproximadamente 0,2 masas solares, una temperatura inferior a 3500 K y una edad de enfriamiento de más de cinco mil millones de años. Además, los datos de observación indican que el objeto tiene una atmósfera de helio puro y es la fuente más roja entre las enanas blancas conocidas como compañeras de MSP.
Aunque los investigadores suponen que la fuente detectada es una enana blanca compañera de J0740, todavía no se pueden descartar otras posibilidades. Las explicaciones alternativas que se tienen en cuenta son que el objeto es una enana roja, una subenana roja o una enana marrón. Además, la fuente identificada podría no estar asociada con J0740 en absoluto, residiendo incluso fuera de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Por lo tanto, para sacar conclusiones finales sobre la naturaleza del objeto descubierto, se requieren más observaciones.
"Las observaciones de infrarrojo profundo son necesarias para aclarar las propiedades y la naturaleza de la fuente detectada. Para una enana blanca fría con una atmósfera de helio puro, se puede esperar la distribución de energía espectral similar a un cuerpo negro. Las futuras mediciones de movimiento adecuadas pueden confirmar la asociación de la contraparte probable con J0740 ", señalaron los astrónomos.
Más información: D. M. Beronya et al. ¿La compañera enana blanca ultrafría de atmósfera de helio del PSR J0740 + 6620? arXiv: 1902.11150 [astro-ph.SR]. https://arxiv.org/abs/1902.11150
• Publicado en PHYS ORG el 7 de marzo del 2019, enlace publicación.
