El telescopio NICER (Explorador de Composición Interior de Estrellas de Neutrones) de la NASA ubicado en la Estación Espacial Internacional ha capturado una brillante explosión de rayos X causada por una liberación termonuclear titánica en la superficie de un pulsar giratorio que expulsó tanta energía en 20 segundos como lo hace el Sol en casi 10 días.
La explosión de rayos X tipo 1 se detectó el 21 de agosto de un objeto catalogado como SAX J1808.4-3658, o pulsar J1808 para abreviar, ubicado a unos 11,000 años luz de la Tierra en la constelación de Sagitario. El remanente colapsado de una estrella una vez masiva, J1808 gira 401 veces por segundo en un sistema binario que también incluye una enana marrón.
«Esta explosión fue sobresaliente», dijo el investigador principal Peter Bult, astrofísico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y de la Universidad de Maryland.
«Vemos un cambio de dos pasos en el brillo, que creemos que es causado por la expulsión de capas separadas de la superficie del pulsar, y otras características que nos ayudarán a decodificar la física de estos poderosos eventos», agregó Bult.
Cómo ocurre esto
El gas extraído de la enana marrón, un cuerpo más grande que un planeta pero no lo suficientemente masivo como para soportar la fusión nuclear, entra en espiral en una estructura llamada ‘disco de acreción‘ alrededor del pulsar. Cada pocos años, ese disco se vuelve tan denso que el gas se ioniza y eventualmente entra en espiral, cayendo sobre la superficie del pulsar.
En la corriente constante del hidrógeno que se forma, las temperaturas y las presiones pueden ascender hasta el punto en que comienza la fusión, generando núcleos de helio y albergando puntos emisores de rayos X en sus polos magnéticos, lo que genera energía. El mismo proceso se observa también en el núcleo de nuestro Sol. Los movimientos de gas finalmente conducen a una explosión gigante.
«El helio se asienta y forma una capa propia. Una vez que la capa de helio tiene unos pocos metros de profundidad, las condiciones permiten que los núcleos de helio se fusionen en carbono. Luego, el helio entra en erupción explosivamente y desata una bola de fuego termonuclear en toda la superficie del pulsar», explica Zaven Arzoumanian de Goddard, investigador principal adjunto del NICER.
Un confuso bloqueo
Al comenzar la explosión, los datos de NICER muestran que su brillo de rayos X se estabilizó durante casi un segundo antes de aumentar nuevamente a un ritmo más lento. Los investigadores interpretan este «bloqueo» como el momento en que la energía de la explosión se acumuló lo suficiente como para volar la capa de hidrógeno del pulsar al espacio.
La bola de fuego continuó desarrollándose durante otros dos segundos y luego alcanzó su punto máximo, expulsando la capa de helio más masiva.
El helio se expandió más rápido, superó la capa de hidrógeno antes de que pudiera disiparse y luego disminuyó la velocidad, se detuvo y volvió a asentarse en la superficie del pulsar. Después de esta fase, el pulsar se iluminó brevemente nuevamente en aproximadamente un 20% por razones que el equipo aún no comprende.
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