Es un púlsar de milisegundos ... una estrella de neutrones que gira rápidamente y está a punto de llegar al final de su fase de recolección de masa. Ha estado ocupado, girando a velocidades de rotación increíblemente altas de aproximadamente 1 a 10 milisegundos y disparando rayos X. Ahora, algo está por suceder. Va a perder mucha energía y envejecer muy rápidamente.
El astrofísico Thomas Tauris de Argelander-Institut für Astronomie y Max-Planck-Institut für Radioastronomie ha publicado un artículo en la edición del 3 de febrero de Ciencias donde ha mostrado a través de ecuaciones numéricas la raíz de la evolución estelar y los pares de acreción. En este modelo, se muestra que los púlsares de milisegundos disipan aproximadamente la mitad de su energía rotacional durante la última fase del proceso de transferencia de masa y justo antes de que se convierta en una fuente de radio. Los hallazgos del Dr. Tauris son consistentes con las observaciones actuales y sus conclusiones también explican por qué un púlsar de radio milisegundo parece tener una edad avanzada sobre sus estrellas compañeras. ¡Esta puede ser la respuesta de por qué los púlsares de menos de milisegundos no existen en absoluto!
"Los púlsares de milisegundos son viejas estrellas de neutrones que se han convertido en altas frecuencias de rotación mediante la acumulación de masa de una estrella compañera binaria". dice el Dr. Tauris. "Un tema importante para comprender la física de la evolución temprana del espín de los púlsares de milisegundos es el impacto de la expansión de la magnetosfera durante las etapas terminales del proceso de transferencia de masa".
Al extraer la masa y el momento angular de una estrella anfitriona en un sistema binario, un púlsar de milisegundos vive su vida como una vieja estrella de neutrones altamente magnetizada con una frecuencia de rotación extrema. Si bien podríamos suponer que son comunes, solo se sabe que existen alrededor de 200 de estos tipos de púlsar en el disco galáctico y los cúmulos globulares. El primero de estos púlsares de milisegundos se descubrió en 1982. Lo que cuenta son aquellos que tienen velocidades de giro entre 1.4 y 10 milisegundos, pero el misterio radica en por qué tienen velocidades de giro tan rápidas, sus fuertes campos magnéticos y sus edades de apariencia extraña. Por ejemplo, ¿cuándo se apagan? ¿Qué sucede con la tasa de rotación cuando la estrella donante deja de donar?
"Por primera vez, hemos combinado modelos numéricos detallados de evolución estelar con cálculos del par de frenado que actúa sobre el púlsar giratorio", dice Thomas Tauris, autor del presente estudio. “El resultado es que los púlsares de milisegundos pierden aproximadamente la mitad de su energía rotacional en la llamada fase de desacoplamiento del lóbulo de Roche. Esta fase describe la terminación de la transferencia de masa en el sistema binario. Por lo tanto, los púlsares de milisegundos que emiten radio deben girar un poco más lentamente que sus progenitores, los púlsares de milisegundos que emiten rayos X que todavía acumulan material de su estrella donante. Esto es exactamente lo que parecen sugerir los datos de observación. Además, estos nuevos hallazgos pueden ayudar a explicar por qué algunos púlsares de milisegundos parecen tener edades características que exceden la edad del Universo y quizás por qué no existen púlsares de radio de menos de milisegundos ”.
Gracias a este nuevo estudio, ahora podemos ver cómo un púlsar giratorio podría frenar fuera de un giro de equilibrio. A esta edad, la velocidad de transferencia de masa disminuye y afecta el radio magnetosférico del púlsar. Esto a su vez se expande y obliga a la materia entrante a actuar como una hélice. La acción hace que el púlsar disminuya su rotación y, a su vez, disminuya su velocidad de giro.
"En realidad, sin una solución al problema de" apagado ", esperaríamos que los púlsares incluso se desaceleren a períodos de rotación de 50-100 milisegundos durante la fase de desacoplamiento del lóbulo de Roche", concluye Thomas Tauris. "Eso estaría en clara contradicción con la evidencia observacional de la existencia de púlsares de milisegundos".
Fuente original de la historia: Max-Planck-Institut für Radioastronomie News Release>. Para leer más: Spin-Down de Radio Millisecond Pulsars at Genesis.
