Una estrella de neutrones 'devora' a una enana blanca

Astrónomos del Instituto Holandés para Investigación Espacial SRON y de la Universidad de Utrecht han encontrado borrosas huellas de oxígeno en los rayos X de una estrella de neutrones que 'devora' una enana blanca. Por primera vez los efectos de la extrema gravedad son revelados por el oxígeno en lugar de los átomos de hierro.

Estrella de neutrones se 'come' a una enana blanca
rica en oxígeno, en un peculiar sistema binario.

A pesar de que la fuerte gravedad cerca de las estrellas de neutrones y agujeros negros ha sido estudiada de manera similar, este resultado es único. Hasta ahora, sólo borrosas huellas de átomos de hierro se han observado en los rayos X de una estrella de neutrones. Sin embargo, las características de las llamadas "líneas de hierro" son objeto de controversia, lo que hace a estos átomos menos apropiados para mediciones de campos de gravedad extrema.

La estrella de neutrones se ha estudiado antes, pero ahora Oliwia Madej, estudiante de doctorado en la Universidad de Utrecht y del Instituto Holandés para Investigación Espacial SRON, ha encontrado borrosas huellas de oxígeno en los rayos X de la estrella. Hizo este descubrimiento en un archivo de observación realizada por el observatorio espacial XMM-Newton de la ESA, que está equipado con el instrumento RGS (Reflection Grating Spectrometer) construido por SRON, que es extremadamente sensible en estas particulares longitudes de onda. La investigación se llevó a cabo bajo la supervisión de Peter Jonker, un investigador de SRON.

La estrella de neutrones que los astrónomos han observado es parte de un sistema binario llamado 4U 0614+091. En el sistema binario, la estrella de neutrones y una enana blanca orbitan muy cerca entre sí en aproximadamente 50 minutos. La enana blanca -básicamente una estrella apagada- orbita a una distancia tan pequeña de la estrella de neutrones que el gas rico en oxígeno es arrebatado de la enana y comienza a girar en un disco alrededor de la estrella de neutrones.

"Normalmente, los átomos de oxígeno caliente emiten rayos X a una energía específica", explica Madej. "Pero debido a la extrema gravedad y el gas caliente en el disco alrededor de la estrella de neutrones, esta huella de oxígeno es borrosa en los datos de rayos X". A partir del aspecto del desenfoque Madej trató de estimar el radio interior del disco rico en oxígeno alrededor de la estrella de neutrones, lo que debe dar una idea del radio máximo que podría tener la estrella de neutrones.

"Desafortunadamente, los datos actuales no son aún lo suficientemente claros para dar una respuesta definitiva sobre el tamaño de una estrella de neutrones", admite Peter Jonker. "Para determinarlo con mayor detalle necesitamos más tiempo de observación. Y como encontramos la huella de las moléculas de hierro, podemos comparar las características de las dos líneas de emisión. Al medirlas en conjunto, las incertidumbres sobre las mediciones de la línea del hierro pueden ser eliminadas, lo que guiará la interpretación en otros sistemas donde se ha visto sólo con hierro. En conjunto nuestras observaciones son definitivamente un paso importante en el camino hacia una mejor comprensión de las condiciones extremas alrededor y dentro de una estrella de neutrones".

Las estrellas de neutrones -formadas por el colapso de los núcleos de estrellas masivsa- son los objetos más compactos con una superficie en el Universo. Una estrella de neutrones tiene una masa ligeramente superior a una enana blanca, pero comprimida en una bola de sólo 10 a 20 km de diámetro. En estas altas densidades, los átomos normales no pueden existir. Cualquier cosa más densa se transformaría en un agujero negro. Es por esto que los astrónomos se muestran tan interesados en el estado de la materia dentro de una estrella de neutrones.

Los resultados de la investigación aparecen en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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