El Telescopio Nazionale Galileo contribuye a una observación que desafía los modelos de los Púlsares

El estudio liderado por investigadores del Instituto Nazionale di Astrofisica Italiano (INAF) presenta la primera detección de pulsos en longitudes de onda ópticas y ultravioletas de un púlsar de milisegundos en un sistema binario de rayos X durante una fase de acreción. Este resultado se ha conseguido gracias a la unión de observaciones hechas con el fotómetro de alta resolución temporal SiFAP2 instalado en el Telescopio Nazionale Galileo situado en el Roque de Los Muchachos y el fotometro STIS/MAMA del Telescopio Espacial Hubble.

El sistema -denominado SAX J1808.4-3658— está formado por una estrella de neutrones y una estrella pequeña. La estrella de neutrones, un objeto muy denso y con un campo magnético extremadamente elevado, gira rápidamente sobre si’ mismo haciendo que la emisión aparezca pulsante, como la luz de un faro. En este caso en particular, la estrella de neutrones gira más rápido que la mayoría de púlsares, unas ~400 veces por segundo.

El púlsar se encuentra en un sistema binario, es decir, orbita junto a otra estrella mas pequeña de la que recoge regularmente materia. Además, es un objeto inestable, y alterna fases de quiescencia con períodos de actividad cada tres o cuatro años. La explosión más reciente, la novena desde su descubrimiento en 1996, se registró entre agosto y septiembre de 2019. Durante esta fase explosiva el púlsar estaba rodeado por un disco de acreción, mostraba pulsos de rayos X y tenía un elevado brillo, lo que sugiere a los científicos que la estrella de neutrones estaba acretando masa.

Ya se conocen unas 20 estrellas como SAX J1808. Lo que no se había observado antes es que la estrella, aún estando en fase de actividad, emite contemporáneamente pulsos en X y pulsos luminosos en las bandas del espectro visible y UV.

El descubrimiento pone a prueba los modelos teóricos que describen el comportamiento de los púlsares en sistemas binarios: según los investigadores los modelos de acreción actuales no explican la luminosidad de los pulsos ópticos y ultravioletas que detectaron, que, en cambio, están más probablemente gobernados por los procesos que tienen lugar en la magnetosfera de la estrella de neutrones, aportando nueva luz sobre las propiedades de la magnetosfera y su interacción con la materia de acreción.

La detección de pulsos ópticos se llevó a cabo en observaciones realizadas con el Fotómetro y Polarimetro Rápido Astronómico de Silicio (SiFAP2, por sus siglas en inglés) montado en el Telescopio Nazionale Galileo. Esta detección fue posible gracias a las funciones exclusivas de este instrumento, que es capaz de etiquetar el tiempo de llegada de cada fotón con una precisión de unos 60 microsegundos y una resolución temporal de 8 nanosegundos.