Los datos registrados por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA de una estrella de neutrones al pasar a través de un parche denso de viento estelar que emana de su estrella compañera masiva proporcionan información valiosa sobre la estructura y composición de los vientos estelares y sobre el medio ambiente de la estrella de neutronesUn artículo que describe la investigación, dirigido por los astrónomos de Penn State, aparece el 15 de enero de 2019 en la revista, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .
"Los vientos estelares son el material de flujo rápido, compuesto de protones, electrones y átomos de metal, expulsados de las estrellas", dijo Pragati Pradhan, investigador postdoctoral en astronomía y astrofísica en Penn State y autor principal del artículo."Este material enriquece los alrededores de la estrella con metales, energía cinética y radiación ionizante. Es el material fuente de la formación de estrellas. Hasta la última década, se pensaba que los vientos estelares eran homogéneos, pero estos datos de Chandra proporcionan evidencia directa de que estelarlos vientos están poblados por densos grupos ".
La estrella de neutrones observada es parte de un sistema binario de rayos X de alta masa: la estrella de neutrones compacta e increíblemente densa combinada con una estrella supergigante masiva "normal". Las estrellas de neutrones en sistemas binarios producen rayos X cuando el material delLa estrella compañera cae hacia la estrella de neutrones y se acelera a altas velocidades. Como resultado de esta aceleración, se producen rayos X que pueden interactuar con los materiales del viento estelar para producir rayos X secundarios de energías distintivas a varias distancias dela estrella de neutrones. Los átomos de hierro neutros, sin carga, por ejemplo, producen rayos X fluorescentes con energías de 6,4 kilovoltios-electrones keV, aproximadamente 3000 veces la energía de la luz visible. Los astrónomos usan espectrómetros, como el instrumento enChandra, para capturar estos rayos X y separarlos en función de su energía para aprender sobre las composiciones de las estrellas.
"Los átomos de hierro neutros son un componente más común de las estrellas, por lo que generalmente vemos un gran pico a 6.4 keV en los datos de nuestros espectrómetros cuando observamos los rayos X de la mayoría de las estrellas de neutrones en un sistema binario de rayos X de alta masa,"dijo Pradhan." Cuando observamos los datos de rayos X del sistema binario de rayos X de alta masa conocido como OAO 1657-415, vimos que este pico a 6.4 keV tenía una característica inusual. El pico tenía una amplia extensión hasta6.3 keV. Esta extensión se conoce como 'hombro Compton' e indica que los rayos X del hierro neutro están siendo dispersados por la materia densa que rodea la estrella. Este es solo el segundo sistema binario de rayos X de alta masa dondese ha detectado una función "
Los investigadores también utilizaron la ingeniería de vanguardia de Chandra para identificar un límite inferior en la distancia desde la estrella de neutrones que se forman los rayos X del hierro neutro. Su análisis espectral mostró que el hierro neutro está ionizado al menos2.5 segundos luz, una distancia de aproximadamente 750 millones de metros o casi 500,000 millas, desde la estrella de neutrones para producir rayos X.
"En este trabajo, vemos una atenuación de los rayos X de la estrella de neutrones y una línea prominente de hierro neutro en el espectro de rayos X: dos firmas que respaldan la naturaleza grumosa de los vientos estelares", dijo Pradhan ".Además, la detección del hombro Compton también nos ha permitido mapear el entorno alrededor de esta estrella de neutrones. Esperamos poder mejorar nuestra comprensión de este fenómeno con el próximo lanzamiento de naves espaciales como Lynx y Athena, que habrán mejorado los rayos Xresolución espectral "
Para el trabajo posdoctoral de Pradhan en Penn State bajo la supervisión del Profesor de Astronomía y Astrofísica David Burrows, Profesor de Investigación Asociado de Astronomía y Astrofísica Jamie Kennea, y Profesor de Investigación de Astronomía y Astrofísica Abe Falcone, está muy involucrada en la escritura de algoritmospara la detección a bordo de rayos X de eventos astronómicos transitorios como los que se ven desde estos sistemas binarios de rayos X de alta masa para instrumentos que estarán en la nave espacial Athena.
Pradhan y su equipo también tienen una campaña de seguimiento que analiza el mismo binario de rayos X de alta masa con otro satélite de la NASA: NuSTAR, que cubrirá un espectro más amplio de rayos X de esta fuente que varía en energías desde ~3 a 70 keV - en mayo de 2019.
"También estamos entusiasmados con la próxima observación de NuSTAR", dijo Pradhan. "Tales observaciones en rayos X duros agregarán otra dimensión a nuestra comprensión de la física de este sistema y tendremos la oportunidad de estimar el campo magnético dela estrella de neutrones en OAO 1657-415, que es probablemente un millón de veces más fuerte que el campo magnético más fuerte en la Tierra ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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