Una viuda negra triple: el sistema estelar que ha avivado el debate científico

El sistema estelar ‘viuda negra’ con el periodo orbital más corto

Al igual que una araña hembra devora al macho tras el apareamiento, los vientos de un nuevo pulsar están vaporizando a una estrella compañera, mientras se orbitan mutuamente cada 62 minutos. Además, una tercera estrella gira alrededor de este extraño sistema, que se puede haber originado cerca del centro de nuestra galaxia. Investigadores del MIT y el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) han participado en el descubrimiento.

Ilustración de un sistema estelar binario ‘viuda negra’, con el púlsar y estrella compañera. / NASA's Goddard Space Flight Center/Cruz deWilde

Los púlsares son estrellas de neutrones que, como un faro, emiten radiación periódica muy potente. Ahora un equipo internacional de investigadores han descubierto el púlsar ZTF J1406+1222 junto a otra estrella, dando vueltas uno entorno a la otra en tan sólo 62 minutos.

Esto lo convierte en un sistema binario de tipo ‘viuda negra’ con el periodo orbital más corto medido hasta la fecha. Este apelativo se debe a que durante el movimiento que efectúan el púlsar y su estrella acompañante alrededor del centro de masas, el intenso viento de partículas emitido por el primero causa la vaporización gradual de la segunda. La va ‘devorando’, como las hembras a los machos de algunas arañas tras el apareamiento.

El púlsar ZTF J1406+1222 y su estrella compañera, dando vueltas uno entorno a la otra en tan sólo 62 minutos, son el sistema binario tipo ‘viuda negra’ con el periodo orbital más corto medido hasta la fecha

El estudio, liderado desde el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, en EE UU) pero con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de La Laguna (ULL), se ha publicado en la revista Nature.

Se conocen unas dos docenas de sistemas ‘viuda negra’ en la galaxia, pero lo singular del recién descubierto J1406, a unos 3.000 años luz de la Tierra, es que, además de mostrar el periodo orbital más corto, alberga una tercera estrella. Este astro describe una órbita alrededor del sistema binario con un periodo de unos 10.000 años, según los datos obtenidos por el satélite Gaia y el Sloan Digital Sky Survey.

Una viuda negra triple

Esta viuda negra triple ha avivado el debate científico sobre el origen de un sistema de tales características. El análisis de las observaciones obtenidas con los telescopios Gran Telescopio Canarias (GTC o Grantecan, La Palma) y Keck (Mauna Kea, Hawái), entre otros, ha desembocado en un plausible comienzo: al igual que la mayoría de estos sistemas, J1406 se habría formado en un cúmulo globular que podría haberse trasladado hasta el centro de la Vía Láctea, donde la gravedad del agujero negro central súper masivo de la galaxia lo habría desmembrado, dejando el sistema triple intacto.

Se puede haber formado en un cúmulo globular y trasladado hasta el centro de la Vía Láctea, donde la gravedad del agujero negro central de nuestra galaxia lo habría desmembrado, dejando el sistema triple intacto

“Se trata, sin duda, de un complicado origen”, afirma Kevin Burdge, investigador postdoctoral del departamento de física del MIT y autor principal del estudio, “es un sistema que ha estado flotando alrededor de la galaxia mucho antes de la formación de nuestro Sol”.

Por su parte, el coautor Pablo Rodríguez-Gil, investigador del IAC y la ULL, explica: “A pesar de que la mayoría de las viudas negras se ha detectado por su emisión en los rangos espectrales de los rayos X y gamma, en este caso decidimos poner a prueba el visible. En estas binarias debe existir un gran contraste de brillo entre las caras diurna, que mira siempre al púlsar, y nocturna de la estrella acompañante”. 

Una de las características más relevantes de esta investigación estriba en la propia naturaleza del hallazgo, ya que se ha basado en observaciones fotométricas en el espectro visible que son capaces de indicar si hay un púlsar buscando variaciones de brillo de un factor 10 o mayores en una hora o menos tiempo. “Para ello, la cámara ultrarrápida HiPERCAM del Grantecan ha resultado crucial”, destaca Rodríguez-Gil.

“Curiosamente –continúa Burdge–, aún no hemos detectado fotones X o gamma provenientes de J1406, por lo que debemos tratarlo aún como un sistema candidato a viuda negra, pero estamos casi seguros de que las observaciones futuras en estos rangos espectrales lo confirmarán. Sí está confirmado que estamos viendo una estrella compañera con una cara diurna muchísimo más brillante que la nocturna en una órbita de 62 minutos”.

“Todo parece apuntar a que se trata de una viuda negra, pero podría ser un nuevo tipo de objeto”, aventura el investigador del MIT.

Referencia:

Kevin B. Burdge et al.: “A 62-minute orbital period black widow binary in a wide hierarchical triple”. Nature, 2022.

IAC/SINC

Redacción