Los astrónomos encuentran un púlsar enano blanco

Cuando los astrónomos hablan de los «estados finales» de la evolución estelar, vienen a la mente varias categorías: agujeros negros, estrellas de neutrones/púlsares y enanas blancas. ¿Qué sucede si una estrella termina en dos de estos casos? Tal es el caso del púlsar enano blanco de ruptura de tipo llamado J191213.72-441045.1 (J1912-4410 para abreviar). Es parte de un par binario que incluye una estrella enana roja.

J1912-4410 es del tamaño de la Tierra pero de la masa del Sol. También es más fresco que el sol. Está envuelto en un campo magnético increíblemente fuerte que juega un papel en la actividad del púlsar. También gira sobre su eje 300 veces más rápido que la rotación de la Tierra. Además de todo eso, escupe algún tipo de cosas cada 5,5 minutos. Esto es lo que le da a esta enana blanca su apariencia «estelar». Sin embargo, a pesar de algunas de estas propiedades, J1912-4410 definitivamente no es una estrella de neutrones. Actúa como un púlsar pero parece una enana blanca.

J1912-4410 tenía sentido

Esta estrella enana blanca recién descubierta es el segundo objeto conocido en la galaxia. El primero se llama AR Sco, que se encontró en 2016 y es el prototipo del púlsar enano blanco/estrella M. Con un tamaño de muestra de dos ahora, los astrónomos pueden hacer algunas inferencias útiles sobre lo que los hace moverse. Este remanente estelar magnético que gira rápidamente y se quema rápidamente ilumina a sus compañeras enanas rojas con poderosos rayos de partículas eléctricas y radiación. Esto hace que todo el sistema brille y se desvanezca dramáticamente a intervalos regulares. ¿Por qué? ¿Podría estar involucrado un campo magnético?

Según Ingrid Pelisoli de la Universidad de Warwick, no está claro qué crea el intenso campo magnético en la estrella enana blanca. «El origen de los campos magnéticos es una gran pregunta abierta en muchas áreas de la astronomía, y esto es especialmente cierto en el caso de las estrellas enanas blancas», dijo. «Los campos magnéticos en las enanas blancas pueden ser hasta un millón de veces más fuertes que el campo magnético del sol, y el modelo de dínamo ayuda a explicar por qué. El descubrimiento de J1912-4410 supuso un paso crucial en este campo».

Dínamo de enana blanca

El modelo de dinamo de enana blanca es un intento de responder a la pregunta: ¿Cómo obtienen las enanas blancas sus campos magnéticos? En general, las enanas blancas tienen campos un millón de veces más fuertes que los de la Tierra. Estudios recientes muestran que el motor que genera un campo magnético en una estrella probablemente sea similar al motor que lo genera dentro de nuestro planeta. Esencialmente, los movimientos de la materia dentro de un objeto dan lugar a corrientes eléctricas que generan campos magnéticos. En las enanas blancas, crea un campo mucho más fuerte.

Los astrónomos creen que las corrientes eléctricas son causadas por convección en el núcleo de la enana blanca. Estas corrientes convectivas son causadas por el calor que escapa del núcleo de solidificación. Debido a que una enana blanca es el remanente frío de una estrella vieja (como el Sol), su núcleo finalmente se «cristaliza» a medida que se enfría. Dada su edad, las enanas blancas en los sistemas AR Sco y J1912-4410 deberían ser muy interesantes. La temperatura de J1912-4410 es lo suficientemente baja como para que tal cristalización pueda ocurrir (o ocurrirá pronto). Sin embargo, eso no explica toda la actividad que muestran estos dos púlsares enanos blancos, por lo que es posible que aún no hayan llegado a ese punto.

Resulta que los compañeros de la estrella enana M también juegan un papel en el movimiento, dijo Pelisoleli. «Sus compañeras deben estar lo suficientemente cerca porque en el pasado la atracción gravitacional de la enana blanca era lo suficientemente fuerte como para capturar la masa de su compañera, y esto hace que giren rápidamente», señaló. «Todas estas predicciones prueban la existencia del nuevo púlsar: la enana blanca es más fría que 13.000 K, gira sobre su eje una vez cada cinco minutos y la gravedad de la enana blanca ejerce una fuerte influencia sobre su compañera».

Búsqueda de candidatos a púlsar enano blanco

En un artículo que describe J1912-4410, Bellesoli y su equipo dicen que los púlsares binarios enanos blancos desafían los modelos teóricos que describen las enanas blancas. Básicamente, querían entender qué los hace magnéticamente fuertes y brillantes en todo el espectro. ¿Cuál, preguntan, es la naturaleza de la dínamo que impulsa a estas extrañas bestias? ¿Y qué causa las emisiones que los hacen parecer «púlsares»?

Analizaron los datos de varias encuestas para encontrar candidatos AR Sco similares. «Después de observar unas pocas docenas de filtros, encontramos uno que mostraba diferencias ópticas muy similares a AR Sco», dijo Pelisoleli. «Nuestra campaña de seguimiento con otros telescopios reveló que cada cinco minutos más o menos este sistema envía una señal de radio y rayos X en nuestra dirección», dijo Pelisoleli. «Esto confirma la presencia de más púlsares blancos, como predijeron los modelos anteriores. Hubo otras predicciones hechas por el modelo de dínamo, que fueron confirmadas por el descubrimiento de J1912-4410».

Después de confirmar que J1912-4410 era un púlsar enano blanco, el equipo preguntó si el «motor» (o dínamo) era el mismo que el AR Sco. Si es similar, eso proporciona una fuerte confirmación de que el modelo de dínamo de enana blanca está funcionando.

Se requieren más datos

Todavía queda mucho trabajo por hacer para comprender a estos extraños monstruos estelares, con muchas preguntas sin respuesta. ¿Todos los púlsares blancos tienen el mismo tipo de pares binarios? ¿O hay diferencias sutiles que contribuyen a la actividad que muestran? ¿En qué etapa de su evolución se encuentra la enana blanca en tal pareja? ¿El nivel evolutivo juega un papel, especialmente dado el perfil de temperatura de enfriamiento de la enana blanca?

Hay desafíos. Todavía es difícil determinar las temperaturas exactas de las estrellas enanas blancas pulsar. Además, los «pulsos» de emisión altamente periódicos que hacen que estas enanas blancas parezcan púlsares necesitan más estudio.

Finalmente, debido a que los compañeros estelares de estos extraños objetos juegan un papel en sus actividades similares a púlsares, los astrónomos quieren tener una mejor idea de sus tipos y sus órbitas espectrales. Ahora que los astrónomos tienen un par de estos extraños sistemas para estudiar, querrán encontrar más de ellos en nuestra galaxia y más allá.

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