Un equipo internacional desvela los misterios de un exótico dúo estelar gracias a la misión IXPE

En un avance significativo para la astrofísica moderna, un grupo internacional de astrónomos ha conseguido arrojar nueva luz sobre el comportamiento y la interacción de los remanentes estelares en el universo profundo. Utilizando los datos obtenidos por el satélite IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) de la NASA, junto con observaciones de otros telescopios, los científicos han centrado su atención en un peculiar sistema conocido como PSR J1023+0038.

Este objeto celeste, que ha fascinado a la comunidad científica durante la última década, representa un ejemplo sobresaliente de lo que se conoce como «púlsar de transición». Los púlsares son estrellas de neutrones extremadamente densas y de rápido giro, restos de supernovas que emiten haces de radiación electromagnética, generalmente en rayos X o radio, desde sus polos magnéticos. Lo que hace especial a PSR J1023+0038 es su capacidad para alternar entre dos estados radicalmente distintos: en ocasiones actúa como un púlsar alimentado por rotación (emitiendo radiación a partir de su giro), y en otras se comporta como un púlsar alimentado por acreción, absorbiendo materia de una estrella compañera próxima.

El sistema, situado a unos 4.500 años luz de la Tierra en la constelación de Sextans, ha sido objeto de intensas observaciones desde su descubrimiento en 2007. Su carácter dual ha planteado numerosos interrogantes acerca de los mecanismos físicos que rigen las transiciones entre los diferentes modos de emisión, así como sobre la interacción entre la estrella de neutrones y el disco de acreción que la rodea.

Gracias al IXPE, lanzado en diciembre de 2021 y especializado en la detección de la polarización de los rayos X, los investigadores han podido obtener detalles inéditos acerca del entorno extremo de PSR J1023+0038. La polarización de los rayos X proporciona información clave sobre la geometría y el campo magnético en las inmediaciones de estos objetos, permitiendo reconstruir la dinámica de la materia y la energía en esas regiones.

Las nuevas observaciones han revelado que, durante los episodios en los que el púlsar se alimenta de la materia de su estrella compañera, el material no cae directamente sobre la estrella de neutrones. En lugar de ello, es desviado y expulsado en forma de un potente viento de partículas, debido a la presión ejercida por el campo magnético y la rotación ultrarrápida del púlsar. Estas eyecciones de materia, que alcanzan velocidades próximas a la de la luz, contribuyen a la emisión altamente polarizada de rayos X detectada por el IXPE.

Este hallazgo resulta fundamental para comprender la física de los discos de acreción y los procesos de expulsión de materia en sistemas binarios compactos. Además, ayuda a explicar cómo algunas estrellas de neutrones pueden alternar entre diferentes mecanismos de emisión a lo largo de su vida, un fenómeno que hasta ahora no se comprendía del todo.

El estudio de sistemas como PSR J1023+0038 es relevante no solo para la astrofísica fundamental, sino también para la búsqueda de exoplanetas y el entendimiento de la evolución de los sistemas binarios. Los procesos de acreción y expulsión de materia juegan un papel crucial en la formación de nuevos cuerpos celestes y en la dinámica de las galaxias.

A nivel internacional, este tipo de investigaciones pone de relieve la importancia de la colaboración entre agencias espaciales y centros de investigación. El proyecto IXPE es fruto de un esfuerzo conjunto entre la NASA, la Agencia Espacial Italiana (ASI) y numerosas instituciones científicas europeas, incluyendo destacadas aportaciones de investigadores españoles. La comunidad científica española ha estado especialmente involucrada en la interpretación de los datos de polarización y en el modelado teórico del sistema.

En un contexto más amplio, el éxito de IXPE se suma a una serie de misiones espaciales –tanto públicas como privadas– que están impulsando una nueva era de exploración del universo de alta energía. Mientras SpaceX continúa innovando en el lanzamiento de satélites y Blue Origin prepara vuelos suborbitales para experimentos científicos, la investigación básica sigue siendo un pilar fundamental para el desarrollo del sector aeroespacial.

Por su parte, la empresa española PLD Space, pionera en el desarrollo de lanzadores reutilizables ligeros, también podría beneficiarse en un futuro de las demandas de misiones científicas especializadas en la observación de rayos X y otros fenómenos de alta energía. El auge de la colaboración entre entidades estatales y compañías privadas como Virgin Galactic augura una década apasionante para la astronomía y la exploración espacial.

La investigación sobre PSR J1023+0038 no solo refuerza nuestra comprensión sobre la evolución estelar extrema, sino que también sienta las bases para futuras misiones que profundizarán en los misterios de los objetos más exóticos del universo.

La misión de IXPE y sus resultados recientes demuestran que la sinergia internacional y el uso de tecnologías de vanguardia son esenciales para desentrañar los secretos cósmicos que aún nos esperan en las profundidades del espacio. (Fuente: NASA)