Hallazgos recientes sobre las erupciones de XTE J1701-462

XTE J1701-462 es un tipo de sistema estelar conocido como binario de Rayos X de baja masa (LMXB). Este sistema fue encontrado en 2006 y está compuesto por una estrella de neutrones, que es una estrella muy densa, y una estrella de baja masa que orbita a su alrededor. Este tipo de sistemas son interesantes porque pueden mostrar diferentes comportamientos según cuánto material absorban de su estrella compañera.

#Descubrimiento y Observaciones

En 2006, XTE J1701-462 fue el primer sistema conocido que mostró claramente que hay diferencias en el comportamiento entre dos grupos de estrellas de neutrones cuando absorben material a diferentes ritmos. Las observaciones realizadas en 2006 y 2007 revelaron que este sistema creó un chorro, que es un flujo de material expulsado al espacio, durante un estallido cuando estaba absorbiendo material rápidamente.

En 2022, XTE J1701-462 entró en otro estallido, y los científicos realizaron 29 observaciones usando el telescopio de radio MeerKAT. La primera detección de señales de radio del sistema ocurrió el 16 de septiembre de 2022 y continuó hasta mediados de diciembre de 2022, con límites en la actividad de radio monitoreados hasta el 25 de marzo de 2023. Los hallazgos se analizaron junto con datos de rayos X de otra fuente.

#Observaciones de Radio y Rayos X

Durante el nuevo estallido en 2022, las señales de radio mostraron signos de al menos tres eventos fuertes, que los científicos llamaron erupciones, en los primeros cien días. La erupción más poderosa tuvo una alta salida de energía. Esta actividad reciente se comparó con observaciones del estallido anterior en 2006/2007. Se notó que las señales de radio fueron detectadas durante más tiempo en el último estallido, probablemente debido a observaciones más frecuentes.

Además, los científicos analizaron cuán polarizadas estaban las señales de radio durante este estallido, lo que significa que estudiaron cómo oscilan las señales. Se encontró que la polarización era inferior al 9% cuando la fuente también fue detectada en rayos X en 2022.

#Entendiendo los Binarios de rayos X de baja masa

Los binarios de rayos X de baja masa consisten en un objeto compacto, que puede ser una estrella de neutrones o un agujero negro, y una estrella de baja masa. El objeto compacto absorbe material de su estrella compañera a través de un disco. Este proceso conduce a explosiones de rayos X cuando se transfiere una gran cantidad de material rápidamente.

Los chorros de estos sistemas muestran una conexión entre el brillo de las señales de radio y la cantidad de rayos X emitidos. Esta relación también se puede observar en agujeros negros más masivos, lo que indica una cierta consistencia en cómo se comportan estos sistemas.

Sin embargo, la conexión entre las señales de radio y los rayos X de las estrellas de neutrones y los agujeros negros puede ser bastante diferente. Se espera que las estrellas de neutrones sean más eficientes al radiar luz porque el material que absorben llega a su superficie, mientras que los agujeros negros pierden energía cuando el material cruza hacia ellos.

#Tipos de Fuentes de Estrellas de Neutrones

Hay diferentes tipos de estrellas de neutrones categorizadas según sus campos magnéticos y su comportamiento al absorber material. Las Fuentes Z y las fuentes Atoll son dos categorías de sistemas de estrellas de neutrones que muestran patrones distintos en su emisión de rayos X.

Las fuentes Z tienden a tener un brillo de rayos X más alto y siguen un patrón de “Z” en gráficos de sus colores y brillo a lo largo del tiempo. Estas fuentes se pueden dividir en dos grupos según la forma de sus patrones durante los Estallidos. Los sistemas tipo Sco muestran cambios de brillo muy fuertes y rápidos, mientras que los sistemas tipo Cyg tienen cambios más graduales.

Las fuentes Atoll, por otro lado, funcionan a niveles de brillo más bajos y muestran patrones diferentes que pueden tardar más en desarrollarse. Sus patrones de rayos X se llaman estados de isla extrema, isla y banana, que se refieren a sus rayos X cambiando de duros a suaves.

Comparar las fuentes Z y las fuentes Atoll puede ayudar a los científicos a aprender más sobre cómo se relacionan estos dos grupos entre sí.

#Comportamiento Transicional de XTE J1701-462

XTE J1701-462 ha mostrado una transición entre los dos tipos de comportamientos observados en las fuentes Z y las fuentes Atoll. Cuando fue descubierto en 2006, mostró características de una fuente Z y fue la primera fuente transitoria de este tipo en mostrar estos rasgos.

En las primeras semanas después de su descubrimiento, este sistema cambió de un patrón tipo Cyg a una fuente Z tipo Sco. Finalmente, durante su declive, mostró más comportamientos de una fuente Atoll. El estallido en 2006/2007 fue notable por su amplia gama de brillo, transicionando de un brillo alto a niveles mucho más bajos con el tiempo.

En el reciente estallido de 2022/2023, los científicos observaron múltiples eventos de erupción en emisiones de radio y rayos X. Su análisis mostró que la fuente parecía mantenerse en un estado Z a lo largo del período de observación de más de 200 días, lo que difiere de las observaciones realizadas en 2006/2007.

#Comparando Estallidos

Las diferencias entre los estallidos de 2006/2007 y 2022/2023 proporcionan información valiosa sobre cómo se comporta el sistema a lo largo del tiempo. Durante el estallido reciente, los científicos notaron más erupciones de radio en comparación con el estallido anterior. Sin embargo, esto podría deberse a observaciones más consistentes durante los eventos más recientes.

Las curvas de luz de radio y rayos X también se compararon, mostrando cómo cambió el brillo durante cada estallido. Los datos recientes posicionaron a XTE J1701-462 dentro de una área específica en un gráfico que representa la relación entre el brillo de radio y el brillo de rayos X. Esto demuestra que se sitúa en un área similar a otras fuentes Z.

#Polarización y Características de las Erupciones

El estudio también analizó la polarización de XTE J1701 durante ambos estallidos. La polarización se refiere a cómo oscilan las señales de radio. En el último estallido, se determinaron límites superiores para la polarización, mostrando menos del 9% de polarización durante observaciones clave.

Se analizaron las características de las erupciones observadas, revelando la menor energía producida en el pico de cada erupción y el potencial para identificar el tamaño y la temperatura de los chorros. Comparaciones con otros sistemas, como agujeros negros, indicaron que las estrellas de neutrones como XTE J1701 podrían producir erupciones menos potentes.

#Conclusión y Futuras Investigaciones

La investigación continua sobre XTE J1701-462 mejora la comprensión de cómo se comportan las estrellas de neutrones, especialmente durante estallidos. La información recopilada de las emisiones de radio y rayos X ayuda a los científicos a comparar diferentes tipos de estrellas y sus procesos. Estudios futuros con mejor recolección de datos podrían proporcionar aún más información sobre los comportamientos y mecanismos detrás de estos sistemas, ayudando a aclarar las relaciones entre los diferentes tipos de estrellas de neutrones.