Un investigador de la Universidad de Arkansas es parte de un equipo de astrónomos que han identificado un estallido de emisión de rayos X de una galaxia a aproximadamente 6.500 millones de años luz de distancia. lo cual es consistente con la fusión de dos estrellas de neutrones para formar una magnetar, una gran estrella de neutrones con un campo magnético extremadamente poderoso. Basado en esta observación, los investigadores pudieron calcular que fusiones como esta ocurren aproximadamente 20 veces al año en cada región de mil millones de años luz al cubo.

El equipo de investigación que incluye a Bret Lehmer, profesor asistente de física en la Universidad de Arkansas, analizó datos del Observatorio de rayos X Chandra, Telescopio de rayos X insignia de la NASA.

El estudio Chandra Deep Field-South incluye más de 100 observaciones de rayos X de una sola área del cielo durante un período de más de 16 años para recopilar información sobre las galaxias en todo el universo. Lehmer, que ha trabajado con el observatorio durante 15 años, colaboró ​​con colegas en China, Chile y Holanda, y en la Universidad Estatal de Pensilvania y la Universidad de Nevada. El estudio fue publicado en Naturaleza .

Una estrella de neutrones es una pequeña estrella muy densa, con un promedio de alrededor de 12 millas de diámetro. Las estrellas de neutrones se forman por el colapso de una estrella lo suficientemente masiva como para producir una supernova, pero no lo suficientemente masivo como para convertirse en un agujero negro. Cuando dos estrellas de neutrones se fusionan para convertirse en una magnetar, el campo magnético resultante es 10 billones de veces más fuerte que un imán de cocina.

"Las estrellas de neutrones son misteriosas porque la materia que contienen es extremadamente densa y no se parece a nada que se pueda reproducir en un laboratorio, "Lehmer explicó." Todavía no tenemos una buena comprensión del estado físico de la materia en las estrellas de neutrones. Las fusiones que involucran estrellas de neutrones producen una gran cantidad de datos únicos que nos dan pistas sobre la naturaleza de las propias estrellas de neutrones y lo que sucede cuando chocan ".

Un descubrimiento anterior de dos estrellas de neutrones fusionándose, que utilizó ondas gravitacionales y rayos gamma para realizar la observación, dio a los astrónomos una nueva visión de estos objetos. El equipo de investigación utilizó esta nueva información para buscar patrones en los datos de rayos X del Observatorio Chandra que fueran consistentes con lo que aprendieron sobre la fusión de estrellas de neutrones.

Los investigadores encontraron una explosión de rayos X en los datos de la encuesta Chandra Deep Field-South. Después de descartar otras posibles fuentes de rayos X, determinaron que las señales provenían del proceso de dos estrellas de neutrones que forman una magnetar.

"Una prueba clave es cómo cambió la señal con el tiempo, ", dijo Lehmer." Tuvo una fase brillante que se estancó y luego cayó de una manera muy específica. Eso es exactamente lo que esperarías de una magnetar que está perdiendo rápidamente su campo magnético a través de la radiación ".

Se han realizado cálculos similares sobre la tasa de fusiones de estrellas de neutrones basados ​​en las fusiones detectadas por ondas gravitacionales y rayos gamma. fortaleciendo el caso para usar datos de rayos X para encontrar eventos de fusión tan exóticos en el universo.