• Imprimeix

Butlletí RECERCAT
Un nou model per identificar púlsars de raigs X

Un dels misteris dels púlsars es relaciona amb l’origen de la diversitat en la seva distribució espectral. Diego F. Torres, director de l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC), professor ICREA i membre de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), ha presentat un model teòric que respon a quin procés hi ha darrere dels espectres d’emissió dels púlsars i com sorgeix aquesta diversitat.

18/04/2018 12:04
R137_CENT_Púlsars

Púlsar.

Les estrelles de neutrons són la fi comuna d’una fracció important de les estrelles del nostre Univers. Tenen una densitat extrema: estrelles de només 10 km de diàmetre, amb la massa del nostre Sol (que té un diàmetre d’1,4 milions de km) i intensos camps magnètics (de 108 a 1014 vegades superior al del nostre Sol). Aquestes estrelles, que es van descobrir fa 50 anys, roten a una velocitat elevada i tenen un camp magnètic intens. Emeten feixos de radiació molt col·limada, que només es poden veure quan l’observador hi està alineat. La direcció de l’espai cap a la qual s’emeten aquests feixos de radiació no coincideix amb l’eix de rotació de l’estrella, de manera que, en funció de l’orientació espacial, des de la Terra podem observar pulsacions en la radiació detectada, que és l’efecte que dona nom als púlsars.

Els púlsars emeten a totes les freqüències de l’espectre electromagnètic i la seva distribució d’energia (és a dir, la potència que es produeix en cada banda de freqüència) és molt variada. De fet, un dels misteris dels púlsars es relaciona amb l’origen d’aquesta diversitat en la seva distribució espectral.

Malgrat conèixer més de 2.000 púlsars en la banda de ràdio, i més de 200 en raigs gamma, coneixem menys de 20 púlsars en raigs X. Aquesta manca de púlsars en raigs X en dificulta la comprensió, com també que es puguin fer estudis de púlsars individuals.

Tot i l’extrema precisió de les observacions i la complexitat dels processos involucrats, Torres ha demostrat en el seu model que n’hi ha prou amb quatre paràmetres físics per ajustar els espectres de tots els púlsars de raigs gamma i X coneguts actualment. L’anàlisi dels ajustaments de tots els púlsars mostra agrupaments dels paràmetres i correlacions rellevants, i n’explica els diferents comportaments observacionals.

Aquest model explica, a la vegada, quin procés hi ha darrere dels espectres d’emissió i com sorgeix la variabilitat en la distribució espectral. Descriu per què hem detectat espectres tan plans a altes i baixes energies i proporciona una eina per identificar nous púlsars de raigs X. Així ho han demostrat amb les proves que s’han fet al model amb dades d’arxiu, que assenyalen correctament els púlsars ja coneguts. El model en qüestió, a més, ja genera noves deteccions.

S’espera que, amb l’ús del model del professor Torres, no només comprendrem millor la física d’aquests objectes, sinó que la població de púlsars detectats en energies de raigs X s’incrementi de manera notable.

 

D.F. Torres, Order parameters for the high-energy spectra of pulsars,
Nature Astronomy, 2, 247–256 (2018). DOI: 10.1038/s41550-018-0384-5