Descubren un sistema estelar binario de tipo “viuda negra” con el periodo orbital más corto registrado hasta ahora

Una investigación desarrollada por un grupo internacional, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de La Laguna (ULL), ha descubierto un sistema estelar binario de tipo ‘viuda negra’ con el periodo orbital más corto registrado hasta ahora y ha revelado también que el sistema binario está orbitado por una tercera estrella y que podría haberse originado cerca del centro de la Vía Láctea.

Mientras que la Tierra tarda 365 días en completar su órbita alrededor del Sol, la estrella que orbita el nuevo púlsar ZTF J1406+1222 lo hace en tan sólo 62 minutos, lo que lo convierte en la estrella de neutrones de un sistema binario de tipo ‘viuda negra’ con el periodo orbital más corto medido hasta la fecha.

Estos datos han sido conseguidos gracias a la cámara ultrarrápida HiPERCAM del Gran Telescopio Canarias (GTC o Grantecan). Las particularidades de este nuevo objeto, en cuyo descubrimiento han participado el Instituto de Astrofísica de Canarias y la Universidad de La Laguna, aparecen recogidas hoy en la revista ‘Nature’.

A este tipo de sistemas binarios se les conoce como ‘viudas negras’. Este apelativo se debe a que durante el movimiento que efectúan el púlsar y su estrella acompañante alrededor del centro de masas, el intenso viento de partículas emitido por el primero causa la vaporización gradual de la segunda; de ahí el símil con la hembra de araña que devora al macho tras el apareamiento.

Se conocen unas dos docenas de estos sistemas en la Galaxia, pero lo singular del recién descubierto J1406, a unos 3.000 años luz de la Tierra, es que, además de mostrar el periodo orbital más corto medido hasta la fecha en una viuda negra, alberga una tercera estrella. Este astro describe una órbita alrededor del sistema binario con un periodo de unos 10.000 años, según los datos obtenidos por el satélite Gaia y el Sloan Digital Sky Survey.

Esta viuda negra triple ha avivado el debate científico sobre el origen de un sistema de tales características. El análisis de las observaciones obtenidas con los telescopios GTC (Garafía) y Keck (Mauna Kea, Hawái), entre otros, ha desembocado en un plausible comienzo: al igual que la mayoría de estos sistemas, J1406 se habría formado en un cúmulo globular que podría haberse trasladado hasta el centro de la Vía Láctea, donde la gravedad del agujero negro central súper masivo de la Galaxia lo habría desmembrado, dejando el sistema triple intacto.

“Se trata, sin duda, de un complicado origen”, afirma Kevin Burdge, investigador postdoctoral del departamento de física del Massachusetts Institute of Technology (MIT) y autor principal del estudio. “Este sistema –añade Burdge– ha estado flotando alrededor de la Galaxia mucho antes de la formación de nuestro Sol”.

Por su parte, Pablo Rodríguez-Gil, investigador del IAC y del Departamento de Astrofísica de la ULL y coautor del trabajo, explica: “A pesar de que la mayoría de las viudas negras se ha detectado por su emisión en los rangos espectrales de los rayos X y gamma, en este caso decidimos poner a prueba el visible: en estas binarias debe existir un gran contraste de brillo entre las caras diurna, que mira siempre al púlsar, y nocturna de la estrella acompañante”.

Una de las características más relevantes de la investigación estriba en la propia naturaleza del hallazgo, ya que se ha basado en observaciones fotométricas en el espectro visible que son capaces de indicar si hay un púlsar buscando variaciones de brillo de un factor 10 o mayores en una hora o menos tiempo. “Para ello, la cámara HiPERCAM en el Grantecan es crucial”, afirma Rodríguez-Gil.

“Curiosamente –continúa Burdge–, aún no hemos detectado fotones X o gamma provenientes de J1406, por lo que debemos tratarlo aún como un sistema candidato a viuda negra, pero estamos casi seguros de que las observaciones futuras en estos rangos espectrales lo confirmarán. Sí está confirmado que estamos viendo una estrella compañera con una cara diurna muchísimo más brillante que la nocturna en una órbita de 62 minutos”.

Por último, añade: “Todo parece apuntar a que se trata de una viuda negra, pero podría ser un nuevo tipo de objeto”.

Pie de foto: Una imagen ilustrada de un púlsar viuda negra y su compañera estelar – NASA’S GODDARD SPACE FLIGHT CENTER/CRUZ DEWILDE.