Resumen:
Los astrónomos de la Universidad Curtin en Australia han descubierto un sistema estelar binario extremadamente raro en el que una de las estrellas muertas, una enana blanca, emite pulsos de radio regulares cada unos ocho minutos. Su estrella compañera es una estrella similar al sol. Esta es la primera vez que los científicos detectan señales de radio periódicas en un sistema binario compuesto por una enana blanca y una estrella similar al Sol, proporcionando nuevas pistas para comprender un tipo misterioso de cuerpo celeste en la Vía Láctea.
Este sistema, denominado GPM J071507−114153, está a más de 5.000 años luz de la Tierra y consta de dos estrellas que orbitan entre sí. Una de ellas es una enana blanca, un núcleo de alta densidad que queda después de que una estrella agota su combustible nuclear y evoluciona; la otra es una estrella de tipo G, que tiene tipos espectrales y características básicas similares a las de nuestro sol.
Este descubrimiento es de particular interés porque sistemas de pulsos de radio similares descubiertos previamente por los científicos generalmente contienen enanas blancas y enanas rojas más pequeñas y frías. La estrella compañera descubierta esta vez es una estrella similar al sol, lo que indica que este tipo de misterioso cuerpo celeste puede tener una composición más rica de lo que se pensaba anteriormente.
Los investigadores clasifican este tipo de objeto en una categoría llamada "Transitorios de período largo (LPT)". Estos objetos pueden emitir pulsos de radio a intervalos que van desde minutos hasta horas, y la señal se enciende y apaga periódicamente. Desde que los investigadores del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía (ICRAR) descubrieron por primera vez tales objetos en 2021, los astrónomos han confirmado alrededor de una docena de sistemas similares, pero el mecanismo a través del cual generan radiación de radio aún no se ha explicado completamente.
Los científicos han descubierto previamente estructuras binarias compuestas de enanas blancas y otras estrellas en algunas fuentes transitorias de período largo, pero siempre ha sido difícil determinar qué estrella produjo la señal de radio. El progreso clave logrado en este estudio es que los investigadores finalmente pudieron observar directamente el movimiento de la enana blanca en la órbita binaria a través de cambios en la señal del pulso.
Sam McSweeney, primer autor del artículo y científico encargado del Square Kilometer Array Observatory (SKAO), dijo que esta es la primera vez que los investigadores obtienen una señal lo suficientemente clara como para identificar las características de movimiento de una enana blanca mientras orbita una estrella compañera. Por lo tanto, los científicos pueden determinar que el pulso de radio se origina en una región cercana a la enana blanca, o posiblemente incluso directamente en la propia enana blanca.
Para verificar este juicio, el equipo de investigación utilizó el Centro de Investigación de Supercomputación Pawsey en Australia para procesar más de 100 horas de datos de observación de radio y analizó la señal de pulso y el movimiento orbital de la estrella enana blanca.
Este descubrimiento también tiene un beneficio inesperado: los pulsos de radio emitidos por las enanas blancas se convierten en realidad en una herramienta de detección natural para estudiar las actividades de sus estrellas compañeras.
Natasha Hurley-Walker, coautora del artículo y profesora asociada en la Universidad de Curtin, dijo que los investigadores descubrieron que cuando las ondas de radio emitidas por la enana blanca pasan a través del espacio alrededor de la estrella similar al Sol, la señal se verá afectada por la actividad de la estrella. Al analizar estos cambios, el equipo pudo identificar llamaradas estelares en la superficie de la estrella compañera.
Este fenómeno es similar a la actividad de las llamaradas en el sol. Las erupciones solares liberan grandes cantidades de energía y pueden provocar perturbaciones en la magnetosfera y las auroras terrestres. Este estudio muestra que los astrónomos pueden utilizar ondas de radio para detectar actividad similar en otra estrella a más de 5.000 años luz de distancia.
Los investigadores también observaron que la enana blanca pasaba detrás de una región con un fuerte campo magnético durante su órbita. Los científicos especulan que esta región es probablemente un tipo de prominencia estelar, una gran estructura de plasma que se extiende desde la superficie de una estrella y que a menudo está limitada por un campo magnético y puede cambiar dramáticamente durante períodos de actividad estelar.
El equipo de investigación descubrió por primera vez este sistema a través del radiotelescopio Murchison Widefield Array (MWA) de Australia. El telescopio es capaz de escanear todo el cielo de la Vía Láctea observable desde Australia, ayudando a los investigadores a buscar objetos periódicos raros en grandes cantidades de señales de radio.
Luego, el equipo utilizó el radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica para determinar la ubicación precisa del objetivo, y luego utilizó el Observatorio Keck (Observatorio W. M. Keck) en Mauna Kea, Hawaii, para realizar observaciones ópticas y finalmente confirmó la existencia de una compañera estelar de tipo G en el sistema.
Este descubrimiento también demuestra las capacidades de descubrimiento científico de los equipos líderes existentes antes de que se construya la nueva generación de instalaciones de radioastronomía a gran escala. MWA y MeerKAT son los proyectos piloto de SKA-Low y SKA-Mid, respectivamente, los dos componentes principales del futuro Square Kilometer Array Observatory. El primero está ubicado en Australia y el segundo en Sudáfrica.
Los investigadores creen que con la finalización gradual del Observatorio Square Kilometer Array, la sensibilidad y las capacidades de observación de los radiotelescopios mejorarán aún más. Se espera que los astrónomos descubran más fuentes temporales de períodos más largos que antes eran difíciles de identificar y obtengan datos de señales de radio más detallados.
La importancia de esta investigación no es sólo el descubrimiento de una combinación de estrellas binarias no identificada previamente, sino también la solución de una cuestión importante en el estudio de fuentes transitorias de período largo: de qué estrella del sistema binario proviene la señal de radio. Al identificar las enanas blancas como fuente de radiación pulsada, los científicos pueden estudiar más a fondo la estructura del campo magnético, la actividad estelar y las interacciones entre las binarias de dichos objetos.
El artículo relacionado se titula "Un transitorio de largo período con un compañero similar al Sol" y ha sido publicado en Nature Astronomy.
En la actualidad, las fuentes transitorias de largo período siguen siendo un tipo de cuerpo celeste misterioso que no se ha comprendido completamente en astronomía. El comportamiento de emitir pulsos de radio sólo una vez cada pocos minutos o incluso horas es completamente diferente de las características de los púlsares ordinarios que emiten múltiples señales por segundo. Este descubrimiento proporciona nueva evidencia observacional para explicar estas señales anormales, pero el mecanismo físico completo detrás de esto aún necesita más estudios.
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