Los científicos de la Universidad Estatal de Moscú Lomonosov publicaron los resultados de un estudio del púlsar ultralento único XB091D. Se cree que esta estrella de neutrones capturó a una compañera hace solo un millón de años, y desde entonces, ha ido recuperando lentamente su rápida rotación. El joven púlsar se encuentra en uno de los cúmulos de estrellas globulares más antiguos de la galaxia de Andrómeda. donde el cúmulo pudo haber sido una vez una galaxia enana.

Grandes estrellas jóvenes mueren explotando como supernovas brillantes. En este proceso, arrojan capas externas de material, y el núcleo se encoge, generalmente se convierte en una estrella de neutrones compacta y superdensa. Fuertemente magnetizado, estos giran rápidamente, haciendo cientos de revoluciones por segundo, pero eventualmente pierden su energía de rotación y se ralentizan, emitiendo haces estrechos de partículas. Irradian una emisión de radio enfocada que periódicamente pasa por la Tierra, creando el efecto de una fuente que pulsa regularmente, a menudo con un período de milisegundos.

Para restaurar su juventud y acelerar su rotación, el púlsar puede emparejarse con una estrella ordinaria. Después de unirse para formar un sistema binario, la estrella de neutrones comienza a extraer materia de la estrella, formando un disco de acreción caliente alrededor de sí mismo. Más cerca de la estrella de neutrones el disco gaseoso es desgarrado por el campo magnético de la estrella de neutrones, y la materia fluye hacia ella, formando un "punto caliente":la temperatura aquí alcanza los millones de grados, y la mancha irradia en el espectro de rayos X. Una estrella de neutrones en rotación puede verse como un púlsar de rayos X, mientras que la materia que sigue cayendo en ella acelera la rotación.

Por unos 100, 000 años, un mero parpadeo en la historia del universo, el viejo púlsar, que ya se ha reducido a una revolución cada pocos segundos, puede volver a girar miles de veces más rápido. Un evento tan raro fue observado por un equipo de astrofísicos de la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú, junto con colegas de Italia y Francia. El púlsar de rayos X conocido como XB091D fue descubierto en las primeras etapas de su "rejuvenecimiento, "y resulta ser la rotación más lenta de todos los púlsares de cúmulos globulares conocidos hasta la fecha. La estrella de neutrones completa una revolución en 1,2 segundos, más de 10 veces más lento que el poseedor del récord anterior. Según los científicos, la aceleración del púlsar comenzó hace menos de 1 millón de años.

El descubrimiento se realizó utilizando observaciones recopiladas por el observatorio espacial XMM-Newton entre 2000 y 2013, que fueron combinados por astrónomos de la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú en una base de datos abierta en línea. El acceso a información sobre aproximadamente 50 mil millones de fotones de rayos X ya ha permitido a científicos de diferentes países descubrir una serie de objetos previamente desapercibidos. Entre ellos estaba el pulsar XB091D, que también fue notado por otro grupo de astrónomos italianos, quienes publicaron sus resultados hace varios meses. XB091D es solo el segundo púlsar que se encuentra fuera de nuestra galaxia y sus satélites más cercanos, aunque posteriormente se detectaron dos púlsares más utilizando el mismo catálogo en línea.

Los resultados del primer análisis completo de la fuente de rayos X XB091D se presentan en un artículo publicado por Ivan Zolotukhin, investigador de la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú, y sus coautores en El diario astrofísico .

"Los detectores de XMM-Newton detectan sólo un fotón de este púlsar cada cinco segundos. Por lo tanto, la búsqueda de púlsares entre los extensos datos de XMM-Newton se puede comparar con la búsqueda de una aguja en un pajar, "dice Ivan Zolotukhin." De hecho, para este descubrimiento tuvimos que crear herramientas matemáticas completamente nuevas que nos permitieran buscar y extraer la señal periódica. Teóricamente hay muchas aplicaciones para este método, incluidos los que están fuera de la astronomía ".

Basado en un total de 38 observaciones XMM-Newton, Los astrónomos lograron caracterizar el sistema XB091D. El púlsar de rayos X tiene aproximadamente 1 millón de años, la compañera de la estrella de neutrones es una estrella vieja de tamaño moderado (alrededor de cuatro quintos de la masa del sol). El sistema binario en sí tiene un período de rotación de 30,5 horas, y la estrella de neutrones gira una vez sobre su eje cada 1,2 segundos. Aproximadamente en 50, 000 años, acelerará lo suficiente como para convertirse en un púlsar de milisegundos convencional.

Los astrónomos también pudieron determinar el entorno alrededor de XB091D. Ivan Zolotukhin y sus colegas demostraron que XB091D se encuentra en la vecina galaxia de Andrómeda, A 2,5 millones de años luz de distancia, entre las estrellas del cúmulo globular extremadamente denso B091D, dónde, en un volumen de solo 90 años luz de diámetro, hay muchos millones de viejos, estrellas tenues. Se estima que el cúmulo en sí tiene hasta 12 mil millones de años, por lo que no habría ocurrido ninguna supernova reciente que hubiera resultado en el nacimiento de un púlsar.

"En nuestra galaxia, no se observan púlsares de rayos X tan lentos en 150 cúmulos globulares conocidos, debido a que sus núcleos no son lo suficientemente grandes y densos para formar estrellas binarias cercanas a una velocidad lo suficientemente alta, "explica Ivan Zolotukhin." Esto indica que el núcleo del clúster B091D, con una composición extremadamente densa de estrellas en el XB091D, es mucho más grande que el del grupo habitual. Así que estamos tratando con un objeto grande y bastante raro, con un remanente denso de una pequeña galaxia que una vez devoró la galaxia de Andrómeda. La densidad de las estrellas aquí en una región de unos 2,5 años luz de diámetro, es aproximadamente 10 millones de veces más alto que en las cercanías del sol ".

Según los científicos, es la vasta región de estrellas de super alta densidad en el cúmulo B091D que permitió a una estrella de neutrones capturar a una compañera hace aproximadamente 1 millón de años y comenzar el proceso de aceleración y "rejuvenecimiento".