El púlsar es aproximadamente 2,14 veces la masa del Sol empaquetado en una pequeña esfera.
Las estrellas de neutrones se encuentran entre los objetos más densos del universo. Representación artística de la estrella J0740 + 6620 (Imagen: © Shutterstock)
Un cadáver cósmico giratorio es todo lo que queda de una estrella pesada que flota a unos 4600 años luz de la Tierra después de haber sufrido una muerte explosiva. Ahora, hemos descubierto que este cadáver es la estrella de neutrones más masiva jamás descubierta.
De hecho, es tan masiva, aproximadamente 2,14 veces la masa de nuestro Sol empaquetada en una esfera, que probablemente tenga alrededor de 20 kilómetros de ancho, que está cerca del límite de poder existir.
Esta estrella de neutrones, llamada J0740 + 6620, emite balizas de ondas de radio y gira a una velocidad vertiginosa de 289 veces por segundo, convirtiéndola en un púlsar. La nueva estimación de la masa del púlsar lo hace más pesado que el poseedor del récord anterior: Una estrella de neutrones giratoria que pesa aproximadamente 2,01 veces la masa del Sol.
Cuando una enana blanca cercana pasa frente al púlsar, las ondas de radio emitidas por el púlsar llegan a nuestro planeta con un ligero retraso. Esto se debe a que la gravedad distorsiona el espacio alrededor de la enana blanca de tal manera que interfiere con el camino que toman las ondas de radio. Los científicos usan este retraso para calcular la masa del púlsar y la enana blanca. (Crédito de la imagen: BSaxton, NRAO / AUI / NSF)
Los científicos descubrieron la oportunidad de estudiar el cadáver estelar en los datos recopilados por radiotelescopios en el Observatorio del Banco Verde y el Observatorio de Arecibo. Los datos provienen de una colaboración llamada Observatorio Nanohertz de Ondas Gravitacionales de América del Norte, o NANOGrav, con el objetivo de observar un montón de estos púlsares de giro rápido en todo el cielo.
Mientras observaban los conjuntos de datos de NANOGrav, Cromartie y su equipo vieron "una pista" de un fenómeno físico que les permitiría predecir la masa del púlsar. Luego utilizaron el Telescopio Green Bank en Virginia Occidental para buscar esta "pista" con más detalle.
Los astrónomos notaron que, según la ubicación del púlsar, las ondas de radio que emitía regularmente deberían haber alcanzado el telescopio un poco antes de lo que realmente lo hicieron. Llamado el retraso de Shapiro, este fenómeno físico ocurre cuando otro objeto celeste está orbitando una estrella de neutrones giratoria, unida por la gravedad de la estrella. Cuando el objeto, en este caso una estrella enana blanca, pasa frente al púlsar, el objeto en órbita deforma ligeramente el espacio alrededor de donde viajaría la señal de radio, por lo que las ondas de radio llegan a nuestros telescopios ligeramente retrasados.
Los científicos usan estos retrasos para calcular la masa tanto del púlsar como de la enana blanca.
El reciente descubrimiento podría revelar más información sobre las supernovas y cómo nacen las estrellas de neutrones, dijo Cromartie. Típicamente, cuando las estrellas grandes mueren, detonan como supernovas. Tal explosión hace que la estrella se colapse sobre sí misma, convirtiéndose en una estrella de neutrones o, si es realmente masiva, en un agujero negro.
Hay un límite de cuán masivas pueden ser las estrellas de neutrones, dijo Cromartie. Los investigadores informaron en 2017 que una vez que una estrella alcanza 2,17 veces la masa del Sol, esa estrella está condenada a una existencia oscura como un agujero negro hambriento de materia. Esto sugiere que J0740 + 6620 está "realmente presionando ese" límite, dijo Cromartie. Más masivo, y la estrella se habría derrumbado en un agujero negro.
Se cree que algo de física realmente extraña ocurre dentro de objetos estelares tan densos, "La física que ocurre en el interior de las estrellas todavía se entiende muy poco", dijo. Encontrar uno que esté cerca del límite de la existencia podría revelar más sobre lo que está sucediendo en el interior, pero también sobre cómo se comportan los materiales altamente densos, agregó.
Y así, "observar las estrellas de neutrones de esta manera es como usar un laboratorio en el espacio para estudiar física nuclear", agregó. Ahora, dijo, espera hacer observaciones más regulares de este púlsar usando telescopios como el Telescopio Experimental de Mapeo de Intensidad de Hidrógeno Canadiense, o CHIME, y el Telescopio Explorador de Composición Interior Neutron Star de la NASA, o NICER, que vuela a bordo de la Estación Espacial Internacional. Con esas observaciones, ella podría ajustar la medición de masa.
Los científicos informaron sus hallazgos el 16 de septiembre en la revista Nature Astronomy.
