La geometría explica un enigma sobre las emisiones de los púlsares

Actualizado 19/01/2017 12:42:16 CET
Comporatmiento de púlsares
NASA/CHANDRA

   MADRID, 19 Ene. (EUROPA PRESS) -

   El Observatorio de rayos X de Chandra de la NASA ha tomado exposiciones profundas de dos púlsares energéticos cercanos que vuelan a través de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

   La forma de su emisión de rayos X sugiere que existe una explicación geométrica para las diferencias de comportamiento que muestran algunos pulsares.

   Los púlsares, estrellas de neutrones de rotación rápida y altamente magnetizadas, nacidas en explosiones de supernova provocadas por el colapso de estrellas masivas, fueron descubiertos hace 50 años a través de su emisión de radio pulsada y altamente regular. Los púlsares producen un haz de radiación similar a un faro que los astrónomos detectan como pulsos cuando la rotación del pùlsar barre el haz a través del cielo.

   Desde su descubrimiento, miles de púlsares han sido descubiertos, muchos de los cuales producen haces de ondas de radio y rayos gamma. Algunos muestran sólo pulsos de radio y otros muestran sólo pulsos de rayos gamma.

   Las observaciones de Chandra han revelado una emisión más estable de rayos X desde nubes extensas de partículas de alta energía, llamadas nebulosas del viento pulsar, asociadas con ambos tipos de pulsares. Los nuevos datos de Chandra sobre las nebulosas del viento pulsar pueden explicar la presencia o ausencia de pulsos de radio y rayos gamma.

   El gráfico de cuatro paneles muestra arriba los dos pulsares observados por Chandra. Geminga está en la parte superior izquierda y B0355 + 54 está en la parte superior derecha. En ambas imágenes, los rayos X de Chandra, de color azul y morado, se combinan con datos infrarrojos del telescopio espacial Spitzer de la NASA que muestra estrellas en el campo de visión. Debajo de cada imagen de datos, la ilustración de un artista representa más detalles de lo que los astrónomos piensan que es la estructura de cada nebulosa de viento pulsar.

   Para Geminga, se analizó una profunda observación de Chandra que totalizó casi ocho días a lo largo de varios años para mostrar senderos arqueados que recorren medio año luz y una estrecha estructura directamente detrás del púlsar. Una observación de Chandra de cinco días del segundo pulsar, B0355 + 54, mostró un límite de emisión seguido de un estrecho sendero doble que se extiende casi cinco años luz.

   Los pulsares subyacentes son bastante similares, girando alrededor de cinco veces por segundo y ambos de aproximadamente medio millón de años. Sin embargo, Geminga muestra pulsos de rayos gamma sin emisión de radio brillante, mientras que B0355 + 54 es uno de los pulsares de radio más brillantes conocidos aún no vistos en los rayos gamma.

   Una probable interpretación de las imágenes de Chandra es que los largos senderos estrechos al lado de Geminga y la doble cola de B0355 + 54 representan chorros estrechos que emanan de los polos del púlsar. Ambos también contienen una protuberancia de emisión que se extiende desde el ecuador de rotación del pulsar. Estas estructuras en forma de disco y los chorros son aplastados y barridos hacia atrás a medida que los púlsares vuelan a través de la galaxia a velocidades supersónicas.

   En el caso de Geminga, la vista de la protuberancia está cerca de estar de canto, mientras que los chorros señalan hacia fuera a los lados. B0355 + 54 tiene una estructura similar, pero con la protubernacia vista casi de frente y los chorros apuntando casi directamente hacia y lejos de la Tierra. En B0355 + 54, los chorros de barrido hacia atrás parecen estar casi encima uno del otro, produciendo una cola doblada.

   Ambos púlsares tienen polos magnéticos muy cerca de sus polos de spin, como es el caso del campo magnético de la Tierra. Estos polos magnéticos son el sitio de la emisión del púlsar de radio, por lo que los astrónomos esperan que los haces de radio apunten en una dirección similar a los chorros. Por el contrario, la emisión de rayos gamma se produce principalmente a lo largo del ecuador de giro y así se alinea con la protuberancia.

   Para Geminga, los astrónomos ven los pulsos de rayos gamma brillantes a lo largo del borde de la protubernacia, pero los haces de radio cerca de los chorros apuntan a los lados y permanecen invisibles. Para B0355 + 54, un chorro apunta casi a lo largo de nuestra línea de visión hacia el púlsar. Esto significa que los astrónomos ven los pulsos de radio brillantes, mientras que la protubernacia y su emisión de rayos gamma asociada está dirigida en una dirección perpendicular a nuestra línea de visión, que no incluye a la Tierra.

   Estas dos imágenes profundas de Chandra han expuesto, por lo tanto, la orientación del giro de estos púlsares, ayudando a explicar la presencia y ausencia de los pulsos de radio y rayos gamma.