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Multiwavelength spectral timing of black holes and neutron stars: a new step in our understanding of accretion processes

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Estudio de las estructuras finales de la evolución estelar

Las estrellas de neutrones y los agujeros negros son laboratorios idóneos para el estudio de la materia en sus condiciones más extremas. A fin de entender mejor sus propiedades, unos astrofísicos financiados con fondos europeos evaluaron las observaciones en múltiples longitudes de onda con teorías físicas fundamentales en condiciones no reproducibles en experimentos terrestres.

Energía

Una gravedad intensa y campos magnéticos extremos convierten las estrellas de neutrones y los agujeros negros en bancos de pruebas inigualables de la física de partículas, la relatividad general y el fenómeno magnetohidrodinámico. El equipo del proyecto ACCRETION STATES (Multiwavelength spectral timing of black holes and neutron stars: A new step in our understanding of accretion processes), financiado con fondos europeos, estudió un proceso que potencia estas fuentes astrofísicas: la acreción. Las estrellas de neutrones y los agujeros negros en proceso de acreción constituyen las fuentes más brillantes del cielo en rayos-X. Las observaciones en rayos-X de estrellas de neutrones permitió estudiar el comportamiento de la materia bajo condiciones muy extremas de densidad y fuerza de campo magnético. Sin embargo, los agujeros negros en acreción constituían los únicos lugares astrofísicos donde se podían estudiar fenómenos que tenían lugar a pocos radios de Schwarzschild de su fuente. ACCRETION STATES se basó en observaciones de más de diez agujeros negros y cincuenta estrellas de neutrones. Se trata de la mayor fuente de observaciones disponible y se espera que proporcione un punto de referencia para clasificar su comportamiento en diferentes «estados» de acreción. Los estados, diferenciados por distintas propiedades temporales y espectrales, reflejan la geometría y la eficacia radiactiva de los flujos de acreción. Durante el denominado estado duro, observado en el aumento inicial de la acreción, el espectro de rayos-X está formado principalmente por emisión Compton y muestra una elevada variabilidad. Precede a un estado blando con una luminosidad aproximadamente constante. Dado que domina la acreción térmica, la luminosidad de la fuente disminuye progresivamente hasta que tiene lugar una transición inversa al estado duro. Se observó que este comportamiento, conocido como histéresis, era muy frecuente tanto entre sistemas de estrellas de neutrones como en sistemas de agujeros negros. Estos resultados se han descrito en numerosos artículos publicados en revistas con comité de revisión y presentados en congresos científicos internacionales. En el proyecto ACCRETION STATES se han ofrecido datos para entender los cambios en el espectro de rayos-X de las estructuras finales de la evolución estelar así como las teorías de base para su origen.

Palabras clave

Evolución estelar, estrellas de neutrones, agujeros negros, acreción, observaciones por rayos X

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