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EXTREMEPHYSICS Resultado resumido

Project ID: 205774
Financiado con arreglo a: FP7-IDEAS-ERC
País: Países Bajos

Una nueva forma de indagar en la física extrema

Las estrellas de neutrones y los agujeros negros figuran entre los objetos más potentes del universo. Como tales, se utilizan como laboratorios naturales donde los astrónomos observan cómo la materia se comporta de formas que no se pueden reproducir en la Tierra.
Una nueva forma de indagar en la física extrema
Cuando los astrónomos observan el universo a las longitudes de onda de los rayos X, observan el dominio de dos tipos de objetos astronómicos Los agujeros negros, situados en los centros de grandes galaxias, devoran ávidamente el material a su alrededor. Por otra parte, en los sistemas binarios, una estrella de neutrones o un agujero negro extrae materia de una estrella acompañante.

Sin embargo, en ambos casos, el gas forma un disco arremolinado alrededor del objeto central, muy denso. La fricción dentro del disco provoca que el gas se caliente y emita luz con un pico en rayos X. Desde su descubrimiento en los años sesenta, las binarias de rayos X se han estudiado activamente con el fin de entender los procesos de acreción que se producen en ellas, en condiciones extremas.

El proyecto financiado con fondos europeos EXTREMEPHYSICS (The slowest accreting neutron stars and black holes: New ways to probe fundamental physics) se centró en las binarias de rayos X, que son cientos de veces más débiles que las fuentes ordinarias. Los investigadores creían que estas fuentes de rayos X subluminosas son sistemas binarios especiales.

Al inicio del proyecto, solo se conocían unas pocas binarias de rayos X muy débiles en las que se producía acreción de forma persistente y a velocidades muy reducidas. Utilizando la enorme cantidad de observaciones de satélites de rayos X actualmente en órbita, el equipo de EXTREMEPHYSICS descubrió nuevos sistemas y observó transitorios de rayos X muy débiles.

Nuestra galaxia alberga muchos transitorios de rayos X en un estado atenuado y de baja intensidad pero, ocasionalmente, experimenta ráfagas intensas de rayos X. Las luminosidades de ráfagas de baja intensidad observadas, con transitorios de rayos X muy débiles, eran característicos de velocidades de acreción de masas muy reducidas que desafiaban al conocimiento que tenían los científicos sobre su evolución.

Suponiendo que se trataba de estrellas de neutrones y agujeros negros con acreción, los científicos estimaron la velocidad media de acreción de los transitorios en función del tiempo. Este es un parámetro de entrada importante para los modelos de evolución de los sistemas binarios que tratan de explicar la naturaleza de las fuentes subluminosas de rayos X.

Los estudios con múltiples longitudes de ondas mostraron que, a la velocidad de acreción más baja, la geometría del flujo de gases cambia de forma apreciable, lo cual ofrece un nuevo dato de entrada para los modelos de acreción. Además, a velocidades bajas de acreción, los agujeros negros se comportan de forma distinta a las estrellas de neutrones, principalmente porque los agujeros negros no presentan superficies.

Los nuevos conocimientos sobre la estructura de la corteza de las estrellas de neutrones en sistemas binarios dieron como resultado nuevas rutas teóricas para estudiar el calentamiento y el enfriamiento de las estrellas de neutrones con acreción. En particular, se espera que las observaciones sobre ráfagas de rayos X termonucleares den lugar a nuevas teorías ajustadas a velocidades de acreción muy bajas.

Con una muestra más amplia de fuentes de rayos X muy débiles y observaciones con múltiples longitudes de ondas, el equipo de EXTREMEPHYSICS pudo descubrir con éxito mecanismos físicos que hacen funcionar estos potentes objetos. Para investigar más a fondo, será necesario estudiar minuciosamente los archivos de datos de satélites de rayos X para más fuentes de este tipo.

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Palabras clave

Estrellas de neutrones, agujeros negros, binarias de rayos X, EXTREMEPHYSICS, acreción de masas
Número de registro: 188439 / Última actualización el: 2016-08-31
Dominio: Energía
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