Los púlsares de rayos X o púlsares accionados por acreción son una clase de objetos astronómicos que son fuentes de rayos X que muestran variaciones periódicas estrictas en la intensidad de los rayos X. Los períodos de rayos X varían desde una fracción de segundo hasta varios minutos.
Caracteristicas
Un púlsar de rayos X consiste en una estrella de neutrones magnetizada en órbita con una compañera estelar normal y es un tipo de sistema estelar binario . La fuerza del campo magnético en la superficie de la estrella de neutrones es típicamente de unos 108 Tesla , más de un billón de veces más fuerte que la fuerza del campo magnético medido en la superficie de la Tierra (60 μT ).
El gas se acumula desde el compañero estelar y es canalizado por el campo magnético de la estrella de neutrones hacia los polos magnéticos produciendo dos o más puntos calientes de rayos X localizados, similares a las dos zonas aurorales en la Tierra, pero mucho más calientes. En estos puntos calientes, el gas que cae puede alcanzar la mitad de la velocidad de la luz antes de impactar en la superficie de la estrella de neutrones. El gas que cae libera tanta energía potencial gravitacional que los puntos calientes, que se estiman en un área de aproximadamente un kilómetro cuadrado, pueden ser diez mil veces, o más, tan luminosos que el Sol . [1]
Se producen temperaturas de millones de grados, por lo que los puntos calientes emiten principalmente rayos X. A medida que la estrella de neutrones gira, se observan pulsos de rayos X a medida que los puntos calientes entran y salen de la vista si el eje magnético está inclinado con respecto al eje de rotación. [1]
Suministro de gas
El gas que suministra al púlsar de rayos X puede llegar a la estrella de neutrones de diversas formas que dependen del tamaño y la forma de la trayectoria orbital de la estrella de neutrones y de la naturaleza de la estrella compañera.
Algunas estrellas compañeras de los púlsares de rayos X son estrellas jóvenes muy masivas, generalmente supergigantes OB (ver clasificación estelar ), que emiten un viento estelar impulsado por radiación desde su superficie. La estrella de neutrones se sumerge en el viento y captura continuamente el gas que fluye cerca. Vela X-1 es un ejemplo de este tipo de sistema.
En otros sistemas, la estrella de neutrones orbita tan cerca de su compañera que su fuerte fuerza gravitacional puede llevar material de la atmósfera de la compañera a una órbita alrededor de sí misma, un proceso de transferencia de masa conocido como desbordamiento del lóbulo de Roche . El material capturado forma un disco de acreción gaseoso y gira en espiral hacia adentro para finalmente caer sobre la estrella de neutrones como en el sistema binario Cen X-3 .
Para otros tipos de púlsares de rayos X, la estrella compañera es una estrella Be que gira muy rápidamente y aparentemente arroja un disco de gas alrededor de su ecuador. Las órbitas de la estrella de neutrones con estas compañeras suelen ser grandes y de forma muy elíptica. Cuando la estrella de neutrones pasa cerca o a través del disco circunestelar Be, capturará material y se convertirá temporalmente en un púlsar de rayos X. El disco circunestelar alrededor de la estrella Be se expande y contrae por razones desconocidas, por lo que estos son púlsares de rayos X transitorios que se observan solo de manera intermitente, a menudo con meses o años entre episodios de pulsaciones de rayos X observables. [2] [3] [4] [5]
Comportamientos de giro
Los púlsares de radio ( púlsares impulsados por rotación) y los púlsares de rayos X exhiben comportamientos de giro muy diferentes y tienen diferentes mecanismos que producen sus pulsos característicos, aunque se acepta que ambos tipos de púlsares son manifestaciones de una estrella de neutrones magnetizada giratoria . El ciclo de rotación de la estrella de neutrones en ambos casos se identifica con el período del pulso.
Las principales diferencias son que los púlsares de radio tienen períodos del orden de milisegundos a segundos, y todos los púlsares de radio están perdiendo momento angular y desacelerando. En contraste, los púlsares de rayos X exhiben una variedad de comportamientos de giro. Se observa que algunos púlsares de rayos X giran continuamente más y más rápido o más lento y más lento (con reversiones ocasionales en estas tendencias), mientras que otros muestran pequeños cambios en el período del pulso o muestran un comportamiento errático de giro hacia abajo y hacia arriba. [2]
La explicación de esta diferencia se puede encontrar en la naturaleza física de las dos clases de púlsar. Más del 99% de los púlsares de radio son objetos individuales que irradian su energía de rotación en forma de partículas relativistas y radiación de dipolo magnético , iluminando las nebulosas cercanas que los rodean. Por el contrario, los púlsares de rayos X son miembros de sistemas estelares binarios y acumulan materia de los vientos estelares o de los discos de acreción. La materia acumulada transfiere el momento angular hacia (o desde) la estrella de neutrones, lo que hace que la velocidad de giro aumente o disminuya a velocidades que a menudo son cientos de veces más rápidas que la velocidad de giro típica de los púlsares de radio. Aún no se comprende con claridad por qué los púlsares de rayos X muestran un comportamiento de giro tan variado.
Observaciones
Los púlsares de rayos X se observan utilizando telescopios de rayos X que son satélites en órbita terrestre baja, aunque se han realizado algunas observaciones, sobre todo en los primeros años de la astronomía de rayos X , utilizando detectores transportados por globos o cohetes sonda. El primer púlsar de rayos X que se descubrió fue Centaurus X-3 , en 1971 con el satélite de rayos X Uhuru . [1]
Ver también
Referencias
- ^ a b c Explorando el universo de rayos X , Philip. A. Charles, Frederick D. Seward, Cambridge University Press, 1995, cap. 7.
- ↑ a b Bildsten, L .; Chakrabarty, D .; Chu, J .; Dedo, MH; Koh, DT; Nelson, RW; Prince, TA; Rubin, BC; Scott, DM; Vaughan, B .; Wilson, CA; Wilson, RB (1997). "Observaciones de acreción de púlsares". La serie de suplementos de revistas astrofísicas . 113 (2): 367–408. arXiv : astro-ph / 9707125 . Código Bibliográfico : 1997ApJS..113..367B . doi : 10.1086 / 313060 . S2CID 706199 .
- ^ Chandra, AD; Roy, J .; Agrawal, PC; Choudhury, M. (2020). "Estudio del estallido reciente en el binario Be / X-ray RX J0209.6−7427 con AstroSat: ¿un nuevo púlsar ultraluminoso de rayos X en el Puente de Magallanes?". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 495 (3): 2664–2672. arXiv : 2004.04930 . Código bibliográfico : 2020MNRAS.495.2664C . doi : 10.1093 / mnras / staa1041 .
- ^ "Una fuente de rayos X ultrabrillante se despierta cerca de una galaxia no muy lejana" . Real Sociedad Astronómica . Junio de 2020.
- ^ "Pulsar ultrabrillante despierta al lado de la Vía Láctea después de un sueño de 26 años" . Alfredo Carpineti . Junio de 2020.
enlaces externos
- Estudios de BATSE Pulsar
- Cain / Gay - Elenco de astronomía. Púlsares - noviembre de 2009
- Catálogo Pulsar de rayos X ultraluminosos (ULXP)