Por primera vez, el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA detectó un nuevo grupo de púlsares utilizando solo sus emisiones de rayos gamma, en ausencia de señales de radio emitidas a la Tierra. Los 16 nuevos objetos se informan en la edición de esta semana de Science Express, en un estudio basado en la Universidad de California en Santa Cruz.
Un púlsar es una estrella de neutrones que gira rápidamente, dejando el núcleo denso después de una explosión de supernova. La mayoría de los 1.800 púlsares conocidos se encontraron a través de sus emisiones de radio periódicas.
"Estos son los primeros púlsares detectados solo por los rayos gamma, y ya hemos encontrado 16", dijo el coautor Robert Johnson, físico de la Universidad de California en Santa Cruz. "Antes de esto se sospechaba la existencia de una gran población de púlsares radio silenciosos, pero hasta que se lanzó Fermi, solo se conocía un púlsar radio silencioso, y se detectó por primera vez en rayos X".
De los 16 púlsares de rayos gamma, 13 están asociados con fuentes de rayos gamma no identificadas detectadas previamente por el instrumento EGRET en el Observatorio de rayos gamma Compton. EGRET detectó casi 300 fuentes puntuales de rayos gamma, pero no pudo detectar las pulsaciones de esas fuentes, la mayoría de las cuales no se han identificado, dijo Pablo Saz Parkinson, también investigador postdoctoral de SCIPP y autor correspondiente del artículo.
"Ha sido una larga pregunta qué podría estar impulsando esas fuentes no identificadas, y los nuevos resultados de Fermi nos dicen que muchos de ellos son púlsares", dijo Saz Parkinson. "Estos hallazgos también nos están dando pistas importantes sobre el mecanismo de las emisiones de púlsar".
Un púlsar emite haces estrechos de ondas de radio desde los polos magnéticos de la estrella de neutrones, y los rayos se desplazan como un faro porque los polos magnéticos no están alineados con el eje de giro de la estrella. Si el haz de radio pierde la Tierra, el púlsar no puede ser detectado por radiotelescopios. La capacidad de Fermi para detectar tantos púlsares de rayos gamma silenciosos indica que los rayos gamma se emiten en un haz que es más ancho y más parecido a un ventilador que el haz de radio.
El equipo identificó los púlsares de rayos gamma en los datos del Telescopio de área grande (LAT) de Fermi. Marcus Ziegler, investigador postdoctoral en UC Santa Cruz y autor correspondiente del artículo, dijo que la detección de pulsaciones de rayos gamma de una fuente típica requiere semanas o meses de datos del LAT.
"Desde el púlsar más débil que estudiamos, el LAT solo ve dos fotones de rayos gamma al día", dijo Ziegler.
Los campos magnéticos y eléctricos muy intensos de un púlsar aceleran las partículas cargadas a casi la velocidad de la luz, y estas partículas son en última instancia responsables de las emisiones de rayos gamma.
Debido a que la rotación de la estrella alimenta las emisiones, los púlsares aislados se ralentizan a medida que envejecen y pierden energía. Pero una estrella compañera binaria puede alimentar material a un púlsar y girarlo a una velocidad de rotación de 100 a 1,000 veces por segundo. Estos se denominan púlsares de milisegundos, y los científicos de Fermi detectaron pulsaciones de rayos gamma de púlsares de ocho milisegundos que se descubrieron previamente en longitudes de onda de radio. Esos resultados se informan en un segundo estudio también publicado en la edición del 2 de julio de Science Express.
"Fermi tiene un poder verdaderamente sin precedentes para descubrir y estudiar los púlsares de rayos gamma", dijo Paul Ray, del Laboratorio de Investigación Naval en Washington. "Desde la desaparición del Observatorio de rayos gamma Compton hace una década, nos hemos preguntado acerca de la naturaleza de las fuentes de rayos gamma no identificadas que detectó en nuestra galaxia. Estos estudios de Fermi levantan el velo en muchos de ellos ".
Leyenda de la imagen principal: este mapa de todo el cielo muestra las posiciones de 16 nuevos púlsares (amarillo) y ocho milisegundos (magenta) estudiados usando el LAT de Fermi. Crédito: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration
Fuentes: Ciencias y UC Santa Cruz, vía Eurekalert.
