Madrid. Astrónomos demostraron que la inestabilidad es una propiedad general de los discos de materia en sistemas estelares binarios de rayos X y no está causada por la presencia de un agujero negro.

Los sistemas binarios de rayos X, en los que dos estrellas orbitan una alrededor de la otra y una de ellas es un agujero negro o una estrella de neutrones, intrigan a los científicos desde hace tiempo.

Tanto los hoyos negros como las estrellas de neutrones se crean en explosiones de supernovas y son muy densos, lo que les confiere una enorme fuerza gravitatoria. Por ello, son capaces de captar las capas exteriores de la estrella normal que orbita a su alrededor en el sistema binario, que se ve como un disco giratorio de materia (imitando un remolino).

Según los cálculos teóricos, estos discos giratorios deberían mostrar una inestabilidad dinámica: alrededor de una vez por hora, las partes interiores del disco caen rápidamente sobre el agujero negro/estrella de neutrones, tras lo cual estas regiones interiores vuelven a llenarse y el proceso se repite. Hasta ahora, este proceso violento y extremo sólo se había observado de forma directa una vez, en un sistema binario de hoyos negros. Ahora se ha observado por primera vez en un sistema binario de estrellas de neutrones, llamado Swift J1858.6-0814. El hallazgo se publica en Nature.

El fenómeno se captó combinando datos de cinco telescopios terrestres y espaciales, que en conjunto abarcan múltiples longitudes de onda.

El equipo científico, una colaboración internacional de astrónomos liderada por el Instituto de Astrofísica de Canarias, se formó ad hoc cuando el sistema de estrellas de neutrones se descubrió en 2018. Estos aparatos incluyen el Karl G. Jansky Very Large Array, uno de los radiotelescopios más sensibles del mundo, situado en Nuevo México, que consta de 27 enormes (25 metros de diámetro) platos de telescopio.

Análisis de datos

Jakob van den Eijnden, del Departamento de Física de la Universidad de Oxford, dirigió el análisis de los datos del Karl G. Jansky Very Large Array. “Nuestras observaciones de los datos de longitud de onda de radio pusieron de relieve una importante propiedad de estas inestabilidades. Descubrimos que cuando el remolino se vacía, parte del gas sale disparado hacia el espacio en los llamados ‘chorros de radio’: estrechos haces de gas que salen disparados a velocidades cercanas a la de la luz”, explicó en un comunicado.

Se ha observado que el brillo de estos chorros es variable, lo que ahora se explica por las manchas de material de los que se lanzan a estas velocidades extremas cada vez que el disco comienza o termina de vaciarse (provocando picos de brillo).

Cuando el disco se estabiliza, los chorros cesan y el brillo disminuye. Esta conclusión sólo ha sido posible comparando la variabilidad observada con telescopios de todo el espectro electromagnético –desde longitudes de onda de radio hasta rayos X–, que sondean de forma simultánea el comportamiento del disco y del chorro.

Van den Eijnden añadió: Este descubrimiento, sólo el segundo ejemplo de esas inestabilidades, también pone de relieve la rareza de este comportamiento. Por tanto, es prioritario encontrar más ejemplos en distintos tipos de sistemas binarios. Debido a la naturaleza transitoria de este proceso, es impredecible cuándo tendremos otra oportunidad. Para entonces, tendremos que estar preparados con el fin de repetir nuestros esfuerzos internacionales de observación.