No es exactamente un donante de órganos, sino una estrella en la dirección del núcleo hiperpoblado de la Vía Láctea que dona parte de su masa a un vecino inactivo. ¿El resultado? El vecino inactivo regresó a la vida con una explosión de rayos X capturada por el observatorio espacial INTEGRAL (Laboratorio Internacional de Astrofísica de Rayos Gamma) de la ESA.
"INTEGRAL captó un momento único en el nacimiento de un sistema binario raro" - Enrico Bozzo, Universidad de Ginebra.
Es probable que los vecinos hayan estado juntos durante miles de millones de años, lo que no es en sí mismo notable: las estrellas a menudo viven en pares binarios. Pero la pareja descubierta por INTEGRAL el 13 de agosto de 2017 es muy inusual. La estrella donante es un gigante rojo, y el receptor es una estrella de neutrones. Hasta ahora, los astrónomos solo conocen 10 de estos pares, llamados "binarios simbióticos de rayos X".
Para entender lo que está sucediendo entre estos vecinos, tenemos que mirar la evolución estelar.
La estrella donante está en su fase gigante roja. Es entonces cuando una estrella en el mismo rango de masa que nuestra estrella alcanza la etapa posterior de su vida. A medida que su masa se agota, la gravedad no puede mantener la estrella unida de la misma manera que lo hizo durante la primera parte de su vida. La estrella se expande hacia afuera por millones de kilómetros. Mientras lo hace, arroja material estelar de sus capas externas en un viento solar que viaja varios cientos de km / seg.
Su vecino está en un estado diferente. Es una estrella que tenía una masa inicial de aproximadamente 25 a 30 veces el Sol. Cuando una estrella tan grande se acerca al final de su vida, sufre un destino diferente. Las estrellas tan grandes viven rápido y queman rápidamente su combustible. Luego, explotan como supernovas, en este caso dejando un cadáver atrás. En el sistema binario capturado por INTEGRAL, el cadáver es una estrella de neutrones que gira con un campo magnético.
Las estrellas de neutrones son densas. De hecho, son algunos de los objetos estelares más densos que conocemos, acumulando tanta masa como la mitad y la mitad de nuestros soles en un objeto que solo tiene unos 10 km de diámetro.
Cuando el viento estelar del gigante rojo se encontró con la estrella de neutrones, la estrella de neutrones disminuyó su velocidad de giro y estalló en vida, emitiendo rayos X de alta energía.
"INTEGRAL captó un momento único en el nacimiento de un sistema binario raro", dice Enrico Bozzo de la Universidad de Ginebra y autor principal del artículo que describe el descubrimiento. "El gigante rojo lanzó un viento lento lo suficientemente denso como para alimentar a su compañero estrella de neutrones, dando lugar a una emisión de alta energía del núcleo estelar muerto por primera vez".
Después de que INTEGRAL detectó la explosión de rayos X del binario, otras observaciones siguieron rápidamente. Los telescopios espaciales XMM Newton de la ESA y NuSTAR y Swift de la NASA se pusieron a trabajar, junto con los telescopios terrestres. Estas observaciones confirmaron lo que mostraron las observaciones iniciales: este es un par de estrellas muy peculiar.
"... creemos que vimos los rayos X encendiéndose por primera vez". - Erik Kuulkers, científico del proyecto INTEGRAL de la ESA.
La estrella de neutrones gira muy lentamente, tarda aproximadamente 2 horas en girar, lo cual es notable ya que otras estrellas de neutrones pueden girar muchas veces por segundo. El campo magnético de la estrella de neutrones también fue mucho más fuerte de lo esperado. Pero se cree que el campo magnético alrededor de una estrella de neutrones se debilita con el tiempo, lo que la convierte en una estrella de neutrones relativamente joven. Y un gigante rojo es viejo, por lo que este es un emparejamiento muy extraño del viejo gigante rojo con la joven estrella de neutrones.
Una posible explicación es que la estrella de neutrones no se formó a partir de una supernova, sino a partir de una enana blanca. En ese escenario, la enana blanca se habría derrumbado en una estrella de neutrones después de un largo período de alimentación del material del gigante rojo. Eso explicaría la disparidad en las edades de las dos estrellas en el sistema.
"Estos objetos son desconcertantes", dice Enrico. “Puede ser que, después de todo, el campo magnético de la estrella de neutrones no decaiga sustancialmente con el tiempo, o que la estrella de neutrones se forme más tarde en la historia del sistema binario. Eso significaría que colapsó de una enana blanca en una estrella de neutrones como resultado de alimentarse del gigante rojo durante mucho tiempo, en lugar de convertirse en una estrella de neutrones como resultado de una explosión de supernova más tradicional de una estrella masiva de corta vida. "
La siguiente pregunta es ¿cuánto tiempo durará este proceso? ¿Es de corta duración o el comienzo de una relación a largo plazo?
"No hemos visto este objeto antes en los últimos 15 años de nuestras observaciones con INTEGRAL, por lo que creemos que vimos los rayos X encendidos por primera vez", dice Erik Kuulkers, científico del proyecto INTEGRAL de la ESA. "Seguiremos observando cómo se comporta en caso de que se trate de un largo" eructo "de vientos, pero hasta ahora no hemos visto ningún cambio significativo".
El observatorio espacial INTEGRAL se lanzó en 2002 para estudiar algunos de los fenómenos más energéticos del universo. Se enfoca en cosas como agujeros negros, estrellas de neutrones, núcleos galácticos activos y supernovas. INTEGRAL es una misión de la Agencia Espacial Europea en cooperación con Estados Unidos y Rusia. Su fecha de finalización prevista es diciembre de 2018.
