Usando el radiotelescopio más grande de la Tierra, el radiotelescopio con apertura de quinientos metros FAST (por sus siglas en inglés, situado en China), un equipo internacional ha descubierto pulsos de radiofrecuencia procedentes del sistema LS I 61 303. Esta es la primera evidencia de pulsos de esta fuente en cualquier frecuencia, y demuestra la existencia de una estrella de neutrones en rotación en este sistema.
Diego F. Torres, investigador ICREA en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), es uno los autores principales del estudio. También participan investigadores de la Universidad Normal de Nanjing, la Academia de Ciencias de China, la Universidad de Pekín y el Istituto Nazionale Di Astrofisica (INAF, en Italia), entre otros. Los hallazgos se publican hoy en la revista Nature Astronomy.
Emisiones intermitentes con FAST
Esta es la primera vez que un equipo científico detecta pulsos procedentes de esta fuente en cualquier frecuencia. La variabilidad de estas emisiones periódicas detectadas desde el sistema constituye uno de los aspectos más intrigantes de los resultados. Los pulsos no están permanentemente ahí, sino que aparecen y desaparecen, y en realidad parecen estar la mayor parte del tiempo apagados. Esto podría explicar por qué fue tan difícil detectarlos. La razón de esta aparición y desaparición no está clara; sin embargo, es relativamente común, ya que este fenómeno también se ha observado en muchos otros púlsares.
“Estos hallazgos son el resultado de un largo esfuerzo para encontrar pulsos en todas las frecuencias”, explica el investigador Diego F. Torres. “Mi grupo y yo hemos llevado a cabo muchas de esas búsquedas nosotros mismos, en rayos X, rayos X duros y rayos gamma GeV. Pero era una tarea difícil: no solo tratábamos de detectar un púlsar que no es particularmente brillante, sino uno cuyos pulsos no están permanentemente ahí”, añade.
Torres tiene un especial interés en el período encontrado, también desde el punto de vista teórico. El período del púlsar, de 0,26 s, está en el rango previsto de un modelo multifrecuencia que realizó en 2012 con otros miembros del ICE (Torres et al. 2012, y A. Papitto, Torres y Rea, ambos publicados en la revista The Astrophysical Journal). En este modelo, el sistema transita entre dos estados a lo largo de la órbita, en función de la presión de masa alrededor del mismo, lo que explica las recurrencias multifrecuencia a largo plazo. La medición del período actual conlleva que esta posibilidad aún cobre mayor interés.
El sistema LS I 61 303
LS I 61 303 es un sistema peculiar, uno de los pocos sistemas binarios de rayos gamma. Éstos son sistemas estelares formados por una estrella masiva y un objeto compacto, que puede ser o bien un agujero negro o una estrella de neutrones. Estos sistemas emiten la mayor parte de su luminosidad en fotones con energías muy altas. LS I 61 303 también ha mostrado una variabilidad superorbital y destellos similares a los de un magnetar. Ahora que se han podido medir los pulsos, LS I 61 303 es el primer sistema binario conocido que tiene un magnetar en él.
En particular, LS I 61 303 contiene un objeto compacto que orbita alrededor de una estrella que gira rápidamente cada 26,5 días. “La naturaleza de este objeto compacto se ha estudiado intensamente, y la falta de certeza al respecto estancó el progreso en la investigación. Con el descubrimiento de los pulsos ahora podemos centrarnos en caracterizar la aparición y desaparición de los mismos y comprender mejor la evolución a largo plazo del sistema”, concluye Diego F. Torres.
Artículo de referencia:
‘Radio pulsations from a neutron star within the gamma-ray binary LS I +61◦ 303’, by Shan-Shan Weng, Lei Qian, Bo-Jun Wang, D. F. Torres et al., ha sido publicado hoy en la revista Nature Astronomy, DOI: 10.1038/s41550-022-01630-1
Ilustración artística del LS I +61 303 brillando sobre FAST. Créditos: D. F. Torres, S. Weng, K. Rappaport, Science Communication Lab.