Esta estrella gira 716 veces por segundo, la rotación más rápida del Universo

El hallazgo, llevado a cabo con el telescopio de rayos X NICER, de la NASA, instalado a bordo de la Estación Espacial Internacional, resulta fundamental para entender mejor las propiedades físicas extremas de las estrellas de neutrones, que están entre los objetos más densos del Universo. El estudio se acaba de publicar en 'The Astrophysical Journal'.

Designada como 4U 1820-30, la inusual estrella reside en la constelación de Sagitario, cerca del centro galáctico, aproximadamente a 26.000 años luz de la Tierra. Forma parte de un sistema binario de rayos X único en el que una estrella de neutrones y una enana blanca orbitan entre sí. Este sistema es particularmente extraordinario porque la enana blanca está tan cerca que gira alrededor de la estrella de neutrones cada 11 minutos, el periodo orbital más corto conocido hasta ahora en un sistema binario.

«Estábamos estudiando las explosiones termonucleares de este sistema -explica Jaisawal- cuando encontramos una serie de notables oscilaciones que sugerían que una estrella de neutrones estaba girando alrededor de su eje central a la asombrosa velocidad de 716 veces por segundo».

Las estrellas de neutrones son auténticos 'cadáveres estelares', lo que queda de estrellas muy masivas que han estallado como supernovas. 4U 1820-30, en efecto, solo tiene 12 km de diámetro, el tamaño de una ciudad media, pero a pesar de ello tiene una masa 1,4 veces mayor que la del Sol. Es decir, que es extraordinariamente densa. De hecho, una simple cucharadita de café del material de la estrella pesaría más de mil millones de toneladas. El estudio de estos objetos, por tanto, revela valiosas pistas sobre el estado de la materia en las regiones más densas del Universo.

El rapidísimo giro de la estrella se produce a medida que 4U 1820-30 absorbe el material de su compañera enana blanca. Al hacerlo, no solo se transfiere masa de una estrella a la otra, sino también su momento angular, lo que hace que la estrella de neutrones gire más y más rápido. Encontrar un cadáver estelar en condiciones tan extremas permitirá a los astrónomos conocer un poco mejor cómo 'funcionan' estos cuerpos, entre los más enigmáticos de cuantos estudia la astrofísica.

Las observaciones de 4U 1820-30 se llevaron a cabo entre 2017 y 2021 con el telescopio NICER, y durante ese tiempo los astrónomos registraron hasta 15 fuertes explosiones termonucleares en el rango de los rayos X, cada una de ellas tan violenta como una bomba atómica. Estas explosiones se producen cuando la inmensa gravedad de la estrella de neutrones extrae y acumula material de su compañera enana blanca, lo que provoca que su superficie sea inestable.

«Durante estas explosiones -dice por su parte Jerome Chenevez, coautor del estudio- la estrella de neutrones se vuelve hasta 100.000 veces más brillante que el Sol, liberando una inmensa cantidad de energía». Una de estas explosiones mostró oscilaciones claras a una frecuencia de 716 Hz, igualando la tasa de giro de la estrella de neutrones. 4U 1820-30, por lo tanto, gira 716 veces por segundo y empata así con el récord establecido anteriormente por otra estrella de neutrones, PSR J1748–2446ad.

Según los investigadores, esta enorme velocidad de rotación parece estar cerca de la velocidad máxima teórica a la que una estrella de neutrones puede girar sin romperse. A medida que las estrellas de neutrones giran, en efecto, las fuerzas centrífugas actúan contra la gravedad, y alcanzar un determinado límite de giro podría provocar la inestabilidad estructural de la estrella. «Si las observaciones futuras lo confirman -dice Jaisawal Jaisawal-, la estrella de neutrones 4U 1820-30 sería uno de los objetos que giran más rápido jamás observados en todo el Universo».

Ahora, el equipo tratará de encontrar otras estrellas de neutrones que se acerquen, o incluso superen esa tasa de rotación, lo que dará a los investigadores una imagen mucho más clara de las fuerzas que imperan en objetos tan extremos. Algo que será posible con la nueva generación de telescopios espaciales y terrestres, actualmente en construcción.