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Los astrónomos han sido testigos de un suceso nunca antes visto gracias a observaciones llevadas a cabo por el telescopio XMM-Newton de la ESA: la colisión entre un púlsar y un anillo de gas alrededor de una estrella vecina.

Animación mostrando la emisión de rayos X del púlsar y del anillo de la estrella

El infrecuente suceso, que llevó al púlsar a sumergirse en y a través de este anillo, iluminó el cielo en rayos X y gamma.

El sucesos ha revelado una notable nueva perspectiva sobre el origen y el contenido de los "vientos de púlsar", que han sido un misterio durante largo tiempo. Los científicos describieron el suceso como una versión natural pero aumentada de la bien conocida colisión entre la nave Deep Impact y el cometa Tempel 1.

Su análisis final está basado en una nueva observación llevada a cabo por el XMM-Newton y por multitud de datos archivados que dieron lugar a una mejor comprensión de lo que impulsa a las bien conocidas "nebulosas de púlsar", tales como los coloridos púlsars Vela y del Cangrejo.

"A pesar de las incontables observaciones, la física de los vientos de púlsar ha permanecido como un enigma", dice el autor principal Masha Chernyakova, del Centro de Datos Científicos de Integral, en Versoix, Suiza.

"Aquí tenemos la rara oportunidad de ver un viento de púlsar impactando contra un viento estelar. Es algo análogo a aplastar algo para ver lo que hay dentro".

El púlsar 1259-63 orbita una estrella (SS 2883) que es suficientemente brillante como para ser visible para los astrónomos aficionados

Un púlsar es el núcleo que rota a una enorme velocidad de una estrella colapsada que en el pasado tuvo entre 10 y 25 veces la masa de nuestro Sol. El denso núcleo contiene alrededor de una masa solar comprimida en una esfera de unos 20 kilómetros de diámetro.

El púlsar de esta observación, denominado PSR B1259-63, es un radiopúlsar, lo que significa que la mayor parte del tiempo emite unicamente ondas de radio. El sistema binario está en la dirección general de la Cruz del Sur y a unos 5000 años luz de distancia.

El viento de púlsar está compuesto de material que se aleja del púlsar. Hay un debate en curso sobre cuan energéticos son estos vientos y si están compuestos de protones ó electrones. Lo que el equipo de Chernyakova ha descubierto, aunque sorprendente, encaja con otras observaciones recientes.

El equipo observó a PSR B1259-63 orbitando a una estrella "Be" denominada SS 2883, que es lo suficientemente brillante como para ser observable por astrónomos aficionados. Las estrellas "Be", denominadas así por ciertas características espectrales, tienden a ser unas pocas veces más masivas que nuestro Sol y rotan a una velocidades impresionantes.

Rotan tan rápido que su región ecuatorial está abultada y parecen esferas achatadas. Consistentemente con esto, hay emisiones de gas que acaban creando un anillo ecuatorial alrededor de la estrella, con una apariencia similar en cierto modo al planeta Saturno y sus anillos.

El púlsar atraviesa el anillo de la estrella Be dos veces durante su órbita elíptica de 3.4 años; pero los cruces tienen lugar con tan sólo unos meses de diferencia, justo antes y justo después del "periastro", el punto en el que dos objetos en órbita están más cerca el uno del otro. Es durante estos cruces cuando se emiten rayos X y gamma, y el XMM-Newton detecta los rayos X.

"Durante la mayor parte de los 3.4 años de su órbita, ambas fuentes son relativamente débiles en rayos X y no es posible identificar las características del viento de púlsar", dice el coautor Andrii Neronov. "En cuanto los dos objetos se acercan, comienzan a saltar chispas".

Impresión artística del XMM- Newton

Los nuevos datos del XMM-Newton fueron recogidos casi simultaneamente con los obtenidos por HESS. HESS, el High Energy Stereoscopic System (Sistema Estereoscópico de Alta Energía) es un nuevo telescopio de rayos gamma en tierra, situado en Namibia.

Anunciada el año pasado, la observación del HESS fue extraña en el sentido de que la emisión de rayos gamma cayó a un mínimo durante el periastro y tuvo dos máximos, justos antes y justo después del periastro, precisamente lo opuesto de lo que los científicos esperaban.

La observación del XMM-Newton apoya la observación del HESS mostrando cómo los máximos fueron producidos por el doble cruce del anillo de la estrella Be. Combinando estas dos observaciones con observaciones en radio del último suceso del periastro, los científicos tienen ahora el cuadro completo de este sistema.

Siguiendo el aumento y descenso de los rayos X y gamma día tras día a medida que el púlsar se sumergía en el disco de la estrella Be, los científicos concluyeron que el responsable de los rayos X observados fue un viento de electrones a un nivel de energía de entre 10 y 100 MeV (1 MeV es un millón de electronvoltios).

Aunque 10-100 MeV es bastante energía, es una milésima de lo esperado, unos 100 Tev. Incluso más extraña es la emisión de rayos gamma de varios TeV, la cual, aunque seguramente producida por electrones del viento a 10-100 TeV, parecen ser producidos de manera diferente a como se creía antes.

"El único hecho claro como el agua en este momento es que este es el sistema de púlsar a observar si queremos entender el viento de púlsar", dice Chernyakova.

"Nunca antes habíamos visto viento de púlsar en tal detalle. Ahora tenemos que continuar con los modelos teóricos. Tenemos algunas buenas explicaciones del comportamiento de las emisiones de radio y rayos gamma, pero están todavía 'en construcción' ".

Hay un artículo, que puede encontrarse en http://xxx.lanl.gov/abs/astro-ph/0601241, donde el equipo de Chernyakova discute todos estos resultados.