Astrofísicos relacionan el incremento de brillo del viento de una nebulosa con la tasa de disminución en la velocidad de rotación de un pulsar

Ilustración del sistema de nebulosa de viento pulsar y pulsar (PWN) (no a escala). El viento relativista del púlsar central se termina por un choque en un radio de aproximadamente un año luz y comienza a irradiarse. El tamaño típico de un PWN es de unos pocos años luz. YE Ziyi tomó la imagen de la galaxia Gran Nube de Magallanes que se muestra en la esquina inferior izquierda. Crédito: Instituto de Física de Alta Energía.

Los astrofísicos han descubierto que la nebulosa de viento de púlsar plerión o (Pulsar Wind Nebula en inglés, PWN) que rodea al famoso púlsar B0540-69 se iluminó gradualmente después de que el púlsar experimentó una repentina transición de velocidad de disminución (SRT del inglés sudden spin-down rate transition). Este descubrimiento, realizado por un grupo de astrofísicos liderados por GE Mingyu y LU Fangjun en el Instituto de Física de Alta Energía de la Academia de Ciencias de China, también proporciona pistas importantes sobre el mecanismo de giro y la estructura del campo magnético del púlsar, como las propiedades físicas de la PWN. Los resultados fueron publicados en Nature Astronomy.

Los pulsares son estrellas deneutrones altamente magnetizadas nacidas de explosiones de supernovas de estrellas masivas. Por lo general, tienen radios de aproximadamente 10 km y una intensidad de campo magnético superficial de alrededor de 1 billón de Gauss. Según la teoría clásica del púlsar, un púlsar aislado pierde energía a través de la radiación dipolo magnética y, por lo tanto, se ralentiza. Sin embargo, cada vez más teóricos creen que la forma principal en que un púlsar aislado pierde su energía rotacional es a través de un viento relativista que consiste en electrones, positrones y posiblemente un campo magnético. Si el viento es lo suficientemente fuerte, eventualmente formará un PWN detectable a través de la interacción con los materiales circundantes. La famosa nebulosa del Cangrejo es un PWN, con un tamaño de varios años luz, es decir, unas cien mil veces la distancia de la Tierra al Sol.

ElPSR B0540-69 se encuentra en la galaxia Gran Nube deMagallanes, una galaxia satélite a unos 160.000 años luz de nuestra Vía Láctea. En diciembre de 2011, la tasa de rotación de este púlsar aumentó repentinamente en un 36% y se ha mantenido casi constante desde entonces, lo que significa que la tasa de liberación de energía del púlsar también aumentó en un 36%. A diferencia de otros púlsares con transiciones de velocidad de disminución similares, que se acompañan de cambios en el perfil de pulso y / o flujo y se atribuyen a cambios en las magnetosferas, no se ha detectado variación ni en el perfil de pulso ni en el flujo del PSR B0540-69. La causa de su SRT es un misterio.

GE declaró: "Usando datos obtenidos por unos pocos satélites astronómicos de rayos X, encontramos que el PWN de rayos X alrededor del PSR B0540-69 se iluminó gradualmente hasta 32 ± 8% sobre el flujo anterior durante el período de aproximadamente 400 días desde el SRT (Fig. 2). Mostramos que el SRT probablemente resultó de una mejora repentina del campo magnético en la región del polo magnético del púlsar, que no afecta significativamente la emisión de rayos X pulsados, pero aumenta la potencia del viento del púlsar y, por lo tanto, PWN X emisión de rayos". Esta es la primera vez que el brillo de PWN se ha conectado de manera observacional con la transición de la velocidad de disminución del púlsar, lo que implica que el viento del púlsar es el factor principal que ralentiza el giro del púlsar. "La escala de tiempo de 400 días del aumento de flujo corresponde a una intensidad de campo magnético de aproximadamente 0,8 mili-Gauss en el PWN.

Fuente: Sede de la Academia China de Ciencias