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Los parámetros geométricos de una estrella de neutrones que flota en una galaxia a 21.000 años luz de distancia confirman viejas ideas de que esta estrella precesa, o se desplaza, como un molinete.
Los púlsares de rayos X son estrellas de neutrones fuertemente magnetizadas impulsadas por la acumulación de gas de una estrella compañera cercana y se encuentran entre las fuentes más prominentes en el cielo de rayos X. El observatorio espacial International X-ray Polarimeter Explorer (IXPE), recientemente lanzado por la NASA, que comenzó a operar a fines de 2021, ahora brinda una nueva perspectiva sobre estos objetos. IXPE mide la polarización de los rayos X y se usó para medir la polarización de un púlsar de rayos X por primera vez, lo que permitió restringir su geometría básica.
"Hércules X-1 fue el primer púlsar de rayos X observado por IXPE, y una polarización muy baja que observamos fue una gran sorpresa y eso es algo que todavía no entendemos completamente", dice en un comunicado Victor Doroshenko de la Universidad de Tubinga en Alemania, autor principal del artículo de Nature Astronomy.
El grado medio de polarización de alrededor del 9% medido por IXPE con una precisión muy alta resultó ser mucho más bajo que el 80% esperado con optimismo por algunos teóricos.
"Una discrepancia tan grande implica que los modelos existentes de transporte radiativo en plasma fuertemente magnetizado confinado en los polos de una estrella de neutrones y nuestras ideas sobre la geometría y la estructura de la región de emisión en Hércules X-1 y posiblemente otros púlsares deberán revisarse sustancialmente. a la luz de los resultados del IXPE", añade Juri Poutanen de la Universidad de Turku en Finlandia, líder del grupo de trabajo del IXPE que estudia la acumulación de estrellas de neutrones.
Al observar las variaciones del ángulo de polarización durante la fase de giro, fue posible medir el ángulo entre los ejes de giro y del dipolo magnético, una información elemental para cualquier modelo de emisión de tales objetos. El modelado conjunto de nuevas observaciones polarimétricas de rayos X y mediciones polarimétricas ópticas anteriores obtenidas en el Telescopio Óptico Nórdico también permitió mostrar sin ambigüedades que el eje de giro del púlsar está desalineado con el momento angular orbital, lo que es una fuerte indicación de que la estrella de neutrones está en precesión --movimiento asuciado al cambio de dirección en el espacio--, como un molinete.
La precesión libre de la estrella de neutrones se invocó previamente para explicar las variaciones semirregulares observadas del flujo de púlsares y la forma del perfil del pulso con un período de unos 35 días, y tiene algunas consecuencias importantes para nuestra comprensión de la estructura interna de las estrellas de neutrones, pero hasta ahora solo la evidencia indirecta para esta hipótesis está disponible. Se espera que la prueba definitiva llegue más tarde cuando IXPE observe al Hércules X-1 en otra fase del ciclo de precesión.
"IXPE recién está comenzando a explorar la nueva ventana de observación, la polarimetría de rayos X, y continuamos con las observaciones de objetos de todo tipo, así que estén atentos a más descubrimientos sorprendentes", dice Sergey Tsygankov de la Universidad de Turku, uno de los principales autores de la publicación.
IXPE se lanzó en un cohete Falcon 9 desde Cabo Cañaveral en diciembre de 2021 y ahora orbita a 600 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. La misión es una colaboración entre la NASA y la Agencia Espacial Italiana con socios y colaboradores científicos en 13 países, incluida Finlandia.
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