Descubren mecanismo para predecir explosiones estelares

Usando observaciones del Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE), un equipo internacional de astrónomos descubrió una mecanismo que les permite predecir cuando una estrella superdensa liberará explosiones muy poderosas.
Ilustración de una explosión estelar

"Encontramos un reloj que hace tictac más y más lentamente y cuando se enlentece demasiado, boom!, la bomba explota", dice Diego Altamirano, astrónomo Argentino egresado por la Universidad de La Plata, quien desarrolla su trabajo en la Universidad de Amsterdam en Holanda.
Lo habíamos mencionado en una nota anterior acerca de la "exportación" de astrónomos formados en La Plata.

El estallido ocurre en una estrella de neutrones, que es el remante de una estrella masiva que explotó en una supernova. La estrella de neutrones pertenece a un sistema binario que puede ser descrito como una bomba de tiempo. El hidrógeno y helio de una estrella compañera es absorbido por la estrella de neutrones, acumulándolo lentamente en su superficie hasta alcanzar una temperatura crítica. De pronto, el hidrógeno y helio comienzan a fusionarse incontrolablemente hacia elementos más pesados, encendiendo la combustión termonuclear que rápidamente se esparce alrededor de toda la estrella. La resultante explosión aparece como un brillante flash de rayos-X.

Estos estallidos, que pueden ocurrir varias veces por día en la misma estrella, liberan más energía en sólo 10 a 100 segundos que nuestro Sol en una semana entera. O, para ponerlo de otra forma, la energía es equivalente a 100 bombas de hidrógeno de15 megatones explotando simultáneamente.

Los científicos han observado cientos de estos estallidos en unas 80 estrellas de neutrones. Pero hasta ahora, no tenían forma de predecir cuándo ocurrirían.

La clave del descubrimiento es RXTE, que hace mediciones extremadamente precisas de rápìdas emisiones de rayos-X. Al agregarse gas gradualmente en la superficie de la estrella de neutrones, el hidrógeno y helio a veces se funden en elementos más pesados en una forma estable y casi perfectamente repetitiva. Este modo de fusión produce una señal casi regular conocida como oscilación cuasi-periódica (QPO, quasi-periodic oscillation). La teoría predice que la frecuencia del ciclo debería ser de 0.009 ciclos por segundo (9 Milihertz o un ciclo cada dos minutos). Esto es muy cercano a la frecuencia QPO medida por Altamirano en el sistema 4U 1636-53.

Pero el equipo encontró además que la frencuencia QPO decrese con el tiempo cerca de 12 a 8 Milihertz. En un paper publicado recientemente en Astrophysical Journal Letters, los autores demuestran que cada vez que la frencuencia QPO decrese a unos 8 Milihertz (un ciclo por 125 segundos), la estrella de neutrones en el sistema 4U 1636-53 libera un poderoso estallido de rayos-X.

"No sabemos todavía si esta secuencia de eventos significan que las oscilaciones causan la explosión o si sólo nos están indicando que el tiempo para un estallido llegó. Observaciones adicionales con RXTE serán esenciales para descifrarlo", dice el coautor Michiel van der Klis.

El mismo grupo está estudiando más de 50 estrellas de neutrones para ver si pueden identificar un comportamiento similar. El sistema 4U 1636-53 está localizado a 20.000 años luz de distancia, cerca del borde entre las constelaciones Ara y Norma.