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| Impresión artística de un púlsar de milisegundos. Crédito: NASA. |
Los astrónomos de Australia y Canadá han realizado un estudio de un púlsar de milisegundos accionado por acreción conocido como SAX J1808.4–3658. La nueva investigación proporciona información esencial sobre la vía de evolución binaria de este sistema. Los hallazgos se detallan en un artículo publicado el 6 de marzo en arXiv.org.
Los púlsares de rotación más rápida, aquellos con períodos de rotación inferiores a 30 milisegundos, se conocen como púlsares de milisegundos (MSP). Se supone que se forman en sistemas binarios cuando el componente inicialmente más masivo se convierte en una estrella de neutrones que luego se hace girar debido a la acumulación de materia de la estrella secundaria.
SAX J1808.4–3658 es un púlsar de milisegundos (AMSP) que se acumula activamente en un sistema binario, que experimenta explosiones aproximadamente cada cuatro años. Hasta la fecha, se han descubierto unos 20 AMSP y SAX J1808.4–3658 es el AMSP mejor estudiado y con restricciones de observación de su tipo.
Aunque SAX J1808.4–3658 ha sido objeto de numerosas observaciones en el pasado y su evolución se ha modelado ampliamente, ninguno de estos estudios ha tenido en cuenta el hecho de que se ha demostrado que la estrella donante del sistema ha evolucionado significativamente. Por lo tanto, Adelle Goodwin de la Universidad de Monash en Australia y Tyrone Woods del Centro de Investigación de Astrofísica y Astronomía de Herzberg en Canadá, decidieron verificar este escenario.
"Modelamos la evolución binaria de SAX J1808.4–3658, teniendo en cuenta la evidencia de que la estrella donante ha evolucionado significativamente y las implicaciones en la masa inicial del donante", escribieron los astrónomos en el documento.
La investigación encontró que el progenitor más probable del sistema SAX J1808.4–3658 es una estrella compañera con una masa de aproximadamente 1,1 masas solares y un período orbital inicial entre 1,0 y 1,22 días. Por lo tanto, la masa estimada es mayor que el valor propuesto por estudios evolutivos previos de este binario.
Según los astrónomos, los resultados sugieren que se expulsa una cantidad significativa de masa desde el punto lagrangiano interno del sistema SAX J1808.4–3658. Esto podría deberse a un viento de evaporación causado por la presión de radiación del púlsar que evapora la estrella donante durante su período de reposo.
Dado que la estrella compañera en SAX J1808.4–3658 tiene ahora una masa de aproximadamente 0,8 masas solares y el sistema tiene un período orbital de alrededor de 2,01 horas, los investigadores calcularon que se necesitan aproximadamente 3,73 mil millones de años para evolucionar a la corriente estado.
"Dado que el primario inicial debe haber sido masivo y evolucionado muy rápidamente a través de una envolvente común (para llevarlo a una órbita corta) y una supernova, la escala de tiempo que encontramos para la evolución posterior del donante es aproximadamente la vida útil total del sistema actual 73,7 mil millones de años", se lee en el periódico.
Al concluir las observaciones, los astrónomos notaron que los parámetros binarios de SAX J1808.4–3658 indican que es un púlsar de milisegundos de "viuda negra". En general, las llamadas "viudas negras" pertenecen a la clase de púlsares binarios extremos con estrellas compañeras semidegeneradas, denominadas "púlsares araña", y se distinguen por la presencia de una masa extremadamente baja (menos de 0,1 masas solares) compañero.
Además, se observó que SAX J1808.4–3658 puede alojar un disco circumbinario, sin embargo, se necesitan más observaciones para confirmar esta suposición.
Los púlsares de rotación más rápida, aquellos con períodos de rotación inferiores a 30 milisegundos, se conocen como púlsares de milisegundos (MSP). Se supone que se forman en sistemas binarios cuando el componente inicialmente más masivo se convierte en una estrella de neutrones que luego se hace girar debido a la acumulación de materia de la estrella secundaria.
SAX J1808.4–3658 es un púlsar de milisegundos (AMSP) que se acumula activamente en un sistema binario, que experimenta explosiones aproximadamente cada cuatro años. Hasta la fecha, se han descubierto unos 20 AMSP y SAX J1808.4–3658 es el AMSP mejor estudiado y con restricciones de observación de su tipo.
Aunque SAX J1808.4–3658 ha sido objeto de numerosas observaciones en el pasado y su evolución se ha modelado ampliamente, ninguno de estos estudios ha tenido en cuenta el hecho de que se ha demostrado que la estrella donante del sistema ha evolucionado significativamente. Por lo tanto, Adelle Goodwin de la Universidad de Monash en Australia y Tyrone Woods del Centro de Investigación de Astrofísica y Astronomía de Herzberg en Canadá, decidieron verificar este escenario.
"Modelamos la evolución binaria de SAX J1808.4–3658, teniendo en cuenta la evidencia de que la estrella donante ha evolucionado significativamente y las implicaciones en la masa inicial del donante", escribieron los astrónomos en el documento.
La investigación encontró que el progenitor más probable del sistema SAX J1808.4–3658 es una estrella compañera con una masa de aproximadamente 1,1 masas solares y un período orbital inicial entre 1,0 y 1,22 días. Por lo tanto, la masa estimada es mayor que el valor propuesto por estudios evolutivos previos de este binario.
Según los astrónomos, los resultados sugieren que se expulsa una cantidad significativa de masa desde el punto lagrangiano interno del sistema SAX J1808.4–3658. Esto podría deberse a un viento de evaporación causado por la presión de radiación del púlsar que evapora la estrella donante durante su período de reposo.
Dado que la estrella compañera en SAX J1808.4–3658 tiene ahora una masa de aproximadamente 0,8 masas solares y el sistema tiene un período orbital de alrededor de 2,01 horas, los investigadores calcularon que se necesitan aproximadamente 3,73 mil millones de años para evolucionar a la corriente estado.
"Dado que el primario inicial debe haber sido masivo y evolucionado muy rápidamente a través de una envolvente común (para llevarlo a una órbita corta) y una supernova, la escala de tiempo que encontramos para la evolución posterior del donante es aproximadamente la vida útil total del sistema actual 73,7 mil millones de años", se lee en el periódico.
Al concluir las observaciones, los astrónomos notaron que los parámetros binarios de SAX J1808.4–3658 indican que es un púlsar de milisegundos de "viuda negra". En general, las llamadas "viudas negras" pertenecen a la clase de púlsares binarios extremos con estrellas compañeras semidegeneradas, denominadas "púlsares araña", y se distinguen por la presencia de una masa extremadamente baja (menos de 0,1 masas solares) compañero.
Además, se observó que SAX J1808.4–3658 puede alojar un disco circumbinario, sin embargo, se necesitan más observaciones para confirmar esta suposición.
Más información: La evolución binaria de SAX J1808.4-3658: Implicaciones de una estrella donante evolucionada, arXiv: 2003.02970 [astro-ph.HE] arxiv.org/abs/2003.02970
