El observatorio espacial de rayos X XMM-Newton (también llamado X-ray Multi-Mirror) El púlsar, identificado como NGC 5907 X-1, es también el más lejano de su clase jamás detectado, con su luz viajando 50 millones de años luz antes de ser detectado por XMM-Newton.

Los púlsares son estrellas de neutrones magnetizadas que giran y que lanzan pulsos regulares de radiación en dos haces simétricos a través del cosmos. Si están bien alineados con la Tierra, estos haces son como un faro que parece encenderse y apagarse al girar. Fueron una vez estrellas masivas que explotaron en una poderosa supernova al final natural de su vida, antes de convertirse ense convierten en pequeños y extraordinariamente densos cadáveres estelares.

Esta fuente de rayos X es la más luminosa de su tipo detectada hasta ahora: es 10 veces más brillante que la anterior poseedora del récord. En un segundo, emite la misma cantidad de energía liberada por nuestro Sol en 3,5 años! Las fuentes de rayos X ultraluminosas (ULX) en galaxias cercanas brillan más que cualquier fuente de rayos X en nuestra galaxia. Las ULX suelen serdescritos por los modelos científicos como agujeros negros (BHs) de masa estelar que se acrecientan a ritmos muy altos o BHs de masa intermedia.

La sonda XMM-Newton ha observado el objeto varias veces en los últimos 13 años, siendo este descubrimiento el resultado de una búsqueda sistemática de púlsares en el archivo de datos: sus pulsos periódicos de 1,13 segundos lo revelaron. La señal también ha sido identificada en el archivo de datos NuSTAR de la NASA, proporcionando información adicional.

El púlsar que ha batido el récord, identificado como NGC 5907 X-1, se encuentra en la galaxia espiral NGC 5907, también conocida como la Galaxia de la Cuchilla o la Galaxia del Fragmento. La imagen comprende datos de emisión de rayos X (azul/blanco) del telescopio espacial XMM-Newton de la ESA y del observatorio de rayos X Chandra de la NASA, además de datos ópticos del Sloan Digital Sky Survey (galaxia y estrellas en primeraEl recuadro muestra la pulsación de rayos X de la estrella de neutrones giratoria, que tiene un período de 1,13s, según lo determinado por la Cámara Europea de Imágenes Fotónicas XMM-Newton. Créditos: ESA/XMM-Newton; NASA/Chandra y SDSS

"Las fuentes de rayos X ultraluminosas (ULX) en galaxias cercanas brillan más que cualquier fuente de rayos X en nuestra galaxia. Las ULX suelen modelarse como agujeros negros (BH) de masa estelar que se acrecientan a tasas muy altas o BH de masa intermedia. Presentamos observaciones que muestran que la ULX de NGC 5907 es en cambio una estrella de neutrones de rayos X(NS) con acreción y un período de rotación que evoluciona de 1,43 segundos en 2003 a 1,13 segundos en 2014. Tiene una luminosidad isotrópica máxima de 1000 veces el límite de Eddington para una NS en 17,1 megaparsec. Los modelos de acreción estándar no pueden explicar su luminosidad, incluso asumiendo la emisión de haces, pero un fuerte campo magnético multipolar puede describir sus propiedades. Estos hallazgossugieren que otros ULX extremos (luminosidad de rayos X ≥ 1041 erg segundo-1) pueden albergar NS".

Anteriormente, se creía que sólo los agujeros negros al menos 10 veces más masivos que el Sol que se alimentaban de sus compañeras estelares podían alcanzar luminosidades tan extraordinarias, pero las pulsaciones rápidas y regulares de esta fuente son las huellas dactilares de las estrellas de neutrones y las distinguen claramente de los agujeros negros", afirma Gian Luca Israel, del INAF-Osservatorio Astronomica diRoma, Italia, autor principal del artículo que describe el estudio fue publicado en la Ciencia esta semana.

Los datos de archivo también revelaron que la velocidad de rotación del púlsar cambió con el tiempo, de 1,43 s por rotación en 2003 a 1,13 s en 2014. La misma aceleración relativa en la rotación de la Tierra acortaría un día en cinco horas en el mismo período de tiempo. "Sólo una estrella de neutrones es lo suficientemente compacta como para mantenerse unida mientras gira tan rápido", añade Gian Luca.

Aunque no es inusual que la tasa de rotación de una estrella de neutrones cambie, la alta tasa de cambio en este caso está probablemente relacionada con el objeto que consume rápidamente la masa de una compañera.

"Este objeto es realmente un reto para nuestra comprensión actual del proceso de "acreción" de las estrellas de alta luminosidad", dice Gian Luca. "Es 1000 veces más luminoso de lo que se pensaba que era el máximo posible para una estrella de neutrones en acreción de masa, por lo que se necesita algo más en nuestros modelos para explicar la enorme cantidad de energía liberada por el objeto."

Los científicos creen que este púlsar debe poseer un campo magnético fuerte y complejo cerca de su superficie, de tal manera que la acreción en la superficie de la estrella de neutrones es todavía posible mientras se genera la alta luminosidad.

"El descubrimiento de este objeto tan inusual, de lejos el más extremo jamás descubierto en términos de distancia, luminosidad y tasa de aumento de su frecuencia de rotación, establece un nuevo récord para XMM-Newton, y está cambiando nuestras ideas sobre cómo "funcionan" realmente estos objetos", dice Norbert Schartel, científico del proyecto XMM-Newton de la ESA.Fuente G. L. Israel et al, "An accretingpulsar con propiedades extremas impulsa una fuente de rayos X ultraluminosa en NGC 5907" en Ciencia (20 de febrero de 2017) DOI: 10.1126/science.aai8635;

Sitio web de la ESA; "El púlsar más brillante del Universo" . Consultado el 21 de febrero de 2017.