Tendencias Científicas
Recreación artística de la explosión nuclear. NASA.
La NASA detectó el pasado agosto una explosión termonuclear masiva proveniente del espacio exterior, gracias al telescopio Explorador de Composición Interior (NICER).
El origen de la explosión se sitúa en la superficie de una estrella de neutrones que emite radiación periódica (púlsar), considerada como los restos estelares de una estrella que explotó en una supernova, pero que era demasiado pequeña para formar un agujero negro.
Se trata de la estrella SAX J1808.4-3658 (o J1808), que se encuentra a unos 11.000 años luz de distancia en la constelación de Sagitario. Gira a un vertiginoso ritmo de 401 rotaciones cada segundo, y es un miembro de un sistema binario.
Su compañera es una enana marrón, un objeto más grande que un planeta gigante pero demasiado pequeño para ser una estrella.
Una corriente constante de gas hidrógeno fluye desde el compañero hacia la estrella de neutrones, y se acumula en una vasta estructura de almacenamiento llamada disco de acreción.
Electrones despojados
El gas en los discos de acreción no se mueve fácilmente hacia adentro. Pero cada pocos años, los discos alrededor de los púlsares como J1808 se vuelven tan densos que una gran cantidad de gas se ioniza o se despoja de sus electrones.
Esto hace que sea más difícil que la luz se mueva a través del disco. La energía atrapada inicia un proceso desbocado de calentamiento e ionización que atrapa aún más energía. El gas se vuelve más resistente al flujo y comienza a girar en espiral hacia adentro, cayendo finalmente sobre el púlsar.
El hidrógeno que llueve sobre la superficie forma un "mar" global caliente y cada vez más profundo. En la base de esta capa, las temperaturas y las presiones aumentan hasta que los núcleos de hidrógeno se fusionan para formar núcleos de helio, lo que produce energía, un proceso similar al que funciona en el núcleo de nuestro Sol.
"El helio se asienta y crea una capa propia", dijo Zaven Arzoumanian de Goddard, investigador principal adjunto de NICER y coautor del artículo, en un comunicado.
“Una vez que la capa de helio tiene unos pocos metros de profundidad, las condiciones permiten que los núcleos de helio se fusionen en carbono. Luego, el helio entra en erupción explosivamente y desata una bola de fuego termonuclear en toda la superficie del púlsar, que fue lo que captó NICER en agosto.
El origen de la explosión se sitúa en la superficie de una estrella de neutrones que emite radiación periódica (púlsar), considerada como los restos estelares de una estrella que explotó en una supernova, pero que era demasiado pequeña para formar un agujero negro.
Se trata de la estrella SAX J1808.4-3658 (o J1808), que se encuentra a unos 11.000 años luz de distancia en la constelación de Sagitario. Gira a un vertiginoso ritmo de 401 rotaciones cada segundo, y es un miembro de un sistema binario.
Su compañera es una enana marrón, un objeto más grande que un planeta gigante pero demasiado pequeño para ser una estrella.
Una corriente constante de gas hidrógeno fluye desde el compañero hacia la estrella de neutrones, y se acumula en una vasta estructura de almacenamiento llamada disco de acreción.
Electrones despojados
El gas en los discos de acreción no se mueve fácilmente hacia adentro. Pero cada pocos años, los discos alrededor de los púlsares como J1808 se vuelven tan densos que una gran cantidad de gas se ioniza o se despoja de sus electrones.
Esto hace que sea más difícil que la luz se mueva a través del disco. La energía atrapada inicia un proceso desbocado de calentamiento e ionización que atrapa aún más energía. El gas se vuelve más resistente al flujo y comienza a girar en espiral hacia adentro, cayendo finalmente sobre el púlsar.
El hidrógeno que llueve sobre la superficie forma un "mar" global caliente y cada vez más profundo. En la base de esta capa, las temperaturas y las presiones aumentan hasta que los núcleos de hidrógeno se fusionan para formar núcleos de helio, lo que produce energía, un proceso similar al que funciona en el núcleo de nuestro Sol.
"El helio se asienta y crea una capa propia", dijo Zaven Arzoumanian de Goddard, investigador principal adjunto de NICER y coautor del artículo, en un comunicado.
“Una vez que la capa de helio tiene unos pocos metros de profundidad, las condiciones permiten que los núcleos de helio se fusionen en carbono. Luego, el helio entra en erupción explosivamente y desata una bola de fuego termonuclear en toda la superficie del púlsar, que fue lo que captó NICER en agosto.
Bola de fuego
Cuando comenzó la explosión, los datos de NICER muestran que su brillo de rayos X se estabilizó durante casi un segundo antes de aumentar nuevamente a un ritmo más lento.
Los investigadores interpretan este "bloqueo" como el momento en que la energía de la explosión se acumuló lo suficiente como para disparar la capa de hidrógeno del púlsar hacia el espacio.
La bola de fuego continuó desarrollándose durante otros dos segundos y luego alcanzó su punto máximo, expulsando la capa de helio más masiva.
El helio se expandió más rápido, superó la capa de hidrógeno antes de que pudiera disiparse y luego disminuyó la velocidad, se detuvo y volvió a asentarse en la superficie del púlsar.
Después de esta fase, el púlsar se iluminó nuevamente en aproximadamente un 20 por ciento por razones que los astrónomos todavía no comprenden.
20 segundos con mucha energía
La explosión lanzó en 20 segundos la misma cantidad de energía que nuestro Sol necesitaría 10 días para liberar, según informan los astrónomos en el artículo que publican al respecto en The Astrophysical Journal Letters.
"Esta explosión fue sobresaliente", dijo el astrofísico de la NASA Peter Bult, director de la investigación. "Vemos un cambio de dos pasos en el brillo, que creemos que es causado por la expulsión de capas separadas de la superficie del púlsar, y otras características que nos ayudarán a decodificar la física de estos poderosos eventos", concluye.
Cuando comenzó la explosión, los datos de NICER muestran que su brillo de rayos X se estabilizó durante casi un segundo antes de aumentar nuevamente a un ritmo más lento.
Los investigadores interpretan este "bloqueo" como el momento en que la energía de la explosión se acumuló lo suficiente como para disparar la capa de hidrógeno del púlsar hacia el espacio.
La bola de fuego continuó desarrollándose durante otros dos segundos y luego alcanzó su punto máximo, expulsando la capa de helio más masiva.
El helio se expandió más rápido, superó la capa de hidrógeno antes de que pudiera disiparse y luego disminuyó la velocidad, se detuvo y volvió a asentarse en la superficie del púlsar.
Después de esta fase, el púlsar se iluminó nuevamente en aproximadamente un 20 por ciento por razones que los astrónomos todavía no comprenden.
20 segundos con mucha energía
La explosión lanzó en 20 segundos la misma cantidad de energía que nuestro Sol necesitaría 10 días para liberar, según informan los astrónomos en el artículo que publican al respecto en The Astrophysical Journal Letters.
"Esta explosión fue sobresaliente", dijo el astrofísico de la NASA Peter Bult, director de la investigación. "Vemos un cambio de dos pasos en el brillo, que creemos que es causado por la expulsión de capas separadas de la superficie del púlsar, y otras características que nos ayudarán a decodificar la física de estos poderosos eventos", concluye.
Referencia
A NICER Thermonuclear Burst from the Millisecond X-Ray Pulsar SAX J1808.4–3658. Peter Bult et al. The Astrophysical Journal Letters, 2019 October 23. DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab4ae1
A NICER Thermonuclear Burst from the Millisecond X-Ray Pulsar SAX J1808.4–3658. Peter Bult et al. The Astrophysical Journal Letters, 2019 October 23. DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab4ae1
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