Descobreixen una estrella de neutrons que es comporta com un forat negre
Recreació artística de l'erupció fulgurant de l'estrella de neutrons Swift J1858 comparada amb el forat negre GRS 1915+105. Imatge: Gabriel Pérez Díaz, IAC
Un equip de científics internacionals, en què ha participat l'investigador Yuri Cavecchi, del Departament de Física de la UPC, i que ha liderat per l'Institut d'Astrofísica de Canàries (IAC), ha trobat una estrella de neutrons que roba matèria a una estrella companya de forma violenta i inestable. Aquest procés, només observat anteriorment en forats negres molt brillants, obre la porta a nous coneixements en el comportament de les estrelles. L'estudi es publica a la revista 'Nature'.
03/03/2023
Les binàries de raigs X són sistemes que estan formats per un objecte compacte, una estrella de neutrons o un forat negre, i una estrella d'una mida similar al Sol. L'objecte compacte s'alimenta de material que sostreu de l'estrella companya per mitjà d'un disc que emet grans quantitats de llum, especialment en raigs X. Aquest procés en què l'objecte compacte incorpora material, conegut com a acreció, sol produir-se en erupcions violentes durant les quals el sistema es torna fins a mil vegades més brillant.
La binària de raigs X Swift J1858.6-0814 va ser descoberta el 2018 durant un d'aquests espectaculars episodis eruptius. Des d'un principi va desconcertar la comunitat astronòmica, ja que va experimentar sorprenents fulguracions durant un any, emetent en totes les longituds d'ona, des de les ones de ràdio fins als raigs X. Es desconeixia l'origen d'aquests focs artificials còsmics, però eren tan brillants que la comunitat científica va creure que l'objecte compacte devia ser un forat negre. Tot i això, el descobriment, el 2020, d'explosions termonuclears va portar a identificar la presència d'una superfície sòlida a l'objecte compacte, confirmant així que Swift J1858 contenia una estrella de neutrons.
Ara, gràcies a una campanya d'observació internacional amb múltiples telescopis, liderada per l'Institut d'Astrofísica de Canàries (IAC), i en la qual ha participat l'investigador Yuri Cavecchi, del Departament de Física i del grup d'Astronomia i Astrofísica, i vinculat a l'Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), l'equip d'investigadors ha descobert que la binària Swift J1858 presenta les mateixes inestabilitats d'acreció exòtiques que GRS 1915+105, un forat negre que ha servit com a pedra Rosetta per desxifrar el complex comportament d'aquesta estrella de neutrons.
El resultat de la recerca demostra que aquestes 'inestabilitats' són un procés físic fonamental i independent de la naturalesa de l'objecte compacte que s'està alimentant de matèria. Aquest treball planteja un nou escenari que permet explicar què passa als voltants d'aquests objectes exòtics (estrelles de neutrons i forats negres) quan incorporen matèria a ritmes molt elevats.
Més informació
- Article 'A shared accretion instability for black holes and neutron stars', revista Nature 615, 45–49 (2023), F. M. Vincentelli, J. Neilsen, A. J. Tetarenko, Y. Cavecchi, N. Castro Segura, S. del Palacio, J. van den Eijnden, G. Vasilopoulos, D. Altamirano, M. Armas Padilla, C. D. Bailyn, T. Belloni, D. J. K. Buisson, V. A. Cúneo, N. Degenaar, C. Knigge, K. S. Long, F. Jiménez-Ibarra, J. Milburn, T. Muñoz Darias, M. Özbey Arabacı, R. Remillard & T. Russell