Crédito de la imagen: Chandra.
Muchas de las estrellas que vemos en los cúmulos de estrellas globulares son en realidad estrellas binarias, formadas cuando dos estrellas quedan atrapadas en la gravedad de la otra. Chandra puede detectar la firma única de rayos X que emite una estrella de neutrones, que es invisible en un telescopio óptico. La investigación parece indicar que estos binarios de estrellas de neutrones se forman mucho más comúnmente en cúmulos globulares que en otras partes de una galaxia.
El Observatorio de rayos X Chandra de la NASA ha confirmado que los encuentros cercanos entre estrellas forman sistemas de doble estrella que emiten rayos X en densos cúmulos de estrellas globulares. Estos binarios de rayos X tienen un proceso de nacimiento diferente al de sus primos fuera de los cúmulos globulares, y deberían tener una profunda influencia en la evolución del cúmulo.
Un equipo de científicos dirigido por David Pooley, del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, aprovechó la capacidad única de Chandra para localizar y resolver con precisión fuentes individuales para determinar la cantidad de fuentes de rayos X en 12 cúmulos globulares en nuestra galaxia. La mayoría de las fuentes son sistemas binarios que contienen una estrella colapsada, como una estrella de neutrones o una estrella enana blanca que está extrayendo materia de una estrella compañera normal similar al Sol.
"Descubrimos que la cantidad de binarios de rayos X está estrechamente relacionada con la tasa de encuentros entre estrellas en los cúmulos", dijo Pooley. “Nuestra conclusión es que los binarios se forman como consecuencia de estos encuentros. Es un caso de crianza, no de naturaleza.
Un estudio similar dirigido por Craig Heinke del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts, confirmó esta conclusión y mostró que aproximadamente el 10 por ciento de estos sistemas binarios de rayos X contienen estrellas de neutrones. La mayoría de estas estrellas de neutrones generalmente son silenciosas, y pasan menos del 10% de su tiempo alimentándose activamente de su compañero.
Un cúmulo globular es una colección esférica de cientos de miles o incluso millones de estrellas que zumban entre sí en una colmena estelar gravitacionalmente unida que tiene aproximadamente cien años luz de diámetro. Las estrellas en un cúmulo globular a menudo están separadas solo por una décima parte de un año luz. A modo de comparación, la estrella más cercana al Sol, Proxima Centauri, está a 4.2 años luz de distancia.
Con tantas estrellas moviéndose tan juntas, las interacciones entre estrellas ocurren frecuentemente en cúmulos globulares. Las estrellas, aunque raramente chocan, se acercan lo suficiente como para formar sistemas estelares binarios o hacen que las estrellas binarias intercambien parejas en bailes intrincados. Los datos sugieren que los sistemas binarios de rayos X se forman en grupos densos conocidos como grupos globulares aproximadamente una vez al día en algún lugar del universo.
Las observaciones realizadas por el satélite de rayos X Uhuru de la NASA en la década de 1970 mostraron que los cúmulos globulares parecían contener una cantidad desproporcionadamente grande de fuentes binarias de rayos X en comparación con la galaxia en su conjunto. Normalmente, solo una de cada mil millones de estrellas es miembro de un sistema binario de rayos X que contiene una estrella de neutrones, mientras que en los cúmulos globulares, la fracción es más como una en un millón.
La presente investigación confirma sugerencias anteriores de que la posibilidad de formar un sistema binario de rayos X aumenta dramáticamente por la congestión en un cúmulo globular. En estas condiciones, dos procesos, conocidos como colisiones de intercambio de tres estrellas y capturas de mareas, pueden conducir a un aumento de mil veces en el número de fuentes de rayos X en los cúmulos globulares.
En una colisión de intercambio, una estrella de neutrones solitaria se encuentra con un par de estrellas ordinarias. La intensa gravedad de la estrella de neutrones puede inducir a la estrella ordinaria más masiva a "cambiar de pareja" y emparejarse con la estrella de neutrones mientras expulsa la estrella más ligera.
Una estrella de neutrones también podría colisionar con una sola estrella normal, y la gravedad intensa de la estrella de neutrones podría distorsionar la gravedad de la estrella normal en el proceso. La energía perdida en la distorsión podría evitar que la estrella normal se escape de la estrella de neutrones, lo que lleva a lo que se llama captura de marea.
"Además de resolver un misterio de larga data, los datos de Chandra ofrecen una oportunidad para una comprensión más profunda de la evolución del cúmulo globular", dijo Heinke. "Por ejemplo, la energía liberada en la formación de sistemas binarios cercanos podría evitar que las partes centrales del clúster colapsen para formar un agujero negro masivo".
El Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la NASA, Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Oficina de Ciencia Espacial, sede de la NASA, Washington. Northrop Grumman de Redondo Beach, California, anteriormente TRW, Inc., fue el principal contratista de desarrollo del observatorio. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas y de vuelo desde el Centro de Rayos X Chandra en Cambridge, Massachusetts.
Fuente original: Comunicado de prensa de Chandra
