Imagen infrarroja de una estrella de neutrones (fuente a la derecha en el recuadro) con una emisión infrarroja extendida obtenida de observaciones con el Telescopio Espacial Hubble. El círculo azul indica la posición de rayos X del púlsar (obtenida con el telescopio espacial de rayos X Chandra), la cruz marca la posición del púlsar en la óptica UV (medida con el telescopio espacial Hubble). Crédito:Bettina Posselt, Penn State
Una inusual emisión infrarroja detectada por el telescopio espacial Hubble de una estrella de neutrones cercana podría indicar que el púlsar tiene características nunca antes vistas. La observación, por un equipo de investigadores de Penn State, Universidad Sabanci en Turquía, y la Universidad de Arizona, podría ayudar a los astrónomos a comprender mejor la evolución de las estrellas de neutrones, los remanentes increíblemente densos de estrellas masivas después de una supernova. Un artículo que describe la investigación y dos posibles explicaciones para el hallazgo inusual aparece el 17 de septiembre, 2018 en el Diario astrofísico .
"Esta estrella de neutrones en particular pertenece a un grupo de siete púlsares de rayos X cercanos, apodados 'los Siete Magníficos', que están más calientes de lo que deberían estar considerando sus edades y la reserva de energía disponible proporcionada por la pérdida de energía de rotación. "dijo Bettina Posselt, profesor asociado de investigación de astronomía y astrofísica en Penn State y autor principal del artículo. "Observamos un área extendida de emisiones infrarrojas alrededor de esta estrella de neutrones, llamada RX J0806.4-4123, cuyo tamaño total se traduce en unas 200 unidades astronómicas (o 2,5 veces la órbita de Plutón alrededor del Sol) a la distancia supuesta de el púlsar ".
Esta es la primera estrella de neutrones en la que se ha visto una emisión extendida solo en el infrarrojo. Los investigadores sugieren dos posibilidades que podrían explicar la emisión infrarroja extendida observada por el telescopio espacial Hubble. La primera es que hay un disco de material, posiblemente principalmente polvo, que rodea al púlsar.
"Una teoría es que podría haber lo que se conoce como un 'disco de respaldo' de material que se fusionó alrededor de la estrella de neutrones después de la supernova, "dijo Posselt." Tal disco estaría compuesto de materia de la estrella masiva progenitora. Su posterior interacción con la estrella de neutrones podría haber calentado el púlsar y ralentizado su rotación. Si se confirma como un disco de reserva de supernova, este resultado podría cambiar nuestra comprensión general de la evolución de las estrellas de neutrones ".
Estrella de neutrones con un disco circunpulsar. Si se ve en el ángulo adecuado, la emisión dispersa de la parte interior del disco podría producir la emisión infrarroja extendida observada por los astrónomos alrededor de la estrella de neutrones RX J0806.4-4123. Crédito:Nahks Tr'Ehnl, Penn State
La segunda posible explicación para la emisión infrarroja extendida de esta estrella de neutrones es una "nebulosa de viento púlsar".
"Una nebulosa de viento púlsar requeriría que la estrella de neutrones exhibiera un viento púlsar, ", dijo Posselt." Un viento púlsar se puede producir cuando las partículas se aceleran en el campo eléctrico que se produce por la rotación rápida de una estrella de neutrones con un fuerte campo magnético. A medida que la estrella de neutrones viaja a través del medio interestelar a una velocidad mayor que la del sonido, se puede formar un choque donde interactúan el medio interestelar y el viento púlsar. Las partículas impactadas entonces irradiarían emisión de sincrotrón, causando la emisión infrarroja extendida que vemos. Típicamente, las nebulosas de viento púlsar se ven en rayos X y una nebulosa de viento púlsar sólo infrarroja sería muy inusual y emocionante ".
Estrella de neutrones con una nebulosa de viento púlsar producida por la interacción del viento púlsar y el medio interestelar que se aproxima. Una nebulosa de viento púlsar podría explicar la emisión infrarroja extendida observada por los astrónomos alrededor de la estrella de neutrones RX J0806.4-4123. Una nebulosa de viento púlsar de tan solo infrarrojo es inusual porque implica una energía bastante baja de las partículas aceleradas. Crédito:Nahks Tr'Ehnl, Penn State
Aunque las estrellas de neutrones se estudian generalmente en emisiones de radio y de alta energía, como radiografías, Este estudio demuestra que también se puede obtener información nueva e interesante sobre las estrellas de neutrones estudiándolas en el infrarrojo. Usando el nuevo telescopio espacial James Webb de la NASA, previsto para su lanzamiento en 2021, Los astrónomos podrán explorar más a fondo este espacio de descubrimiento recién abierto en el infrarrojo para comprender mejor la evolución de las estrellas de neutrones.
