Un púlsar en un binario con un objeto compacto en la brecha de masa entre estrellas de neutrones y agujeros negros

Área de la Ciencia:

• La astronomía
• La astrofísica
• Astronomía de las ondas gravitacionales

Sus antecedentes:

• Se observan objetos compactos con masas entre estrellas de neutrones y agujeros negros, pero su naturaleza y formación siguen sin estar claras.
• Estos objetos de brecha de masa plantean desafíos a los modelos astrofísicos actuales de evolución estelar y formación de objetos compactos.
• Comprender estos objetos es crucial para interpretar las poblaciones de eventos de ondas gravitacionales.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la naturaleza de un objeto compacto compañero en el púlsar binario PSR J0514-4002E.
• Para determinar si la masa del objeto compañero cae dentro de la brecha de masa astrofísica.
• Explorar los mecanismos de formación de tales objetos de brecha de masa y sus sistemas binarios anfitriones.

Principales métodos:

• Se realizaron observaciones precisas de tiempo de pulsar de PSR J0514-4002E utilizando el Telescopio Karoo Array (MeerKAT).
• Analizaron los parámetros orbitales y derivaron la masa binaria total.
• Utilizó observaciones de múltiples longitudes de onda para caracterizar el objeto compañero.

Principales resultados:

• Se determinó una masa binaria total de 3,887 ± 0,004 masas solares para el PSR J0514-4002E.
• Limitaron la masa del objeto compañero a entre 2,09 y 2,71 masas solares (intervalo de confianza del 95%).
• Confirmamos que la masa del objeto compañero se encuentra dentro de la brecha de masa entre la estrella de neutrones y el agujero negro.

Conclusiones:

• El objeto compañero es un objeto de brecha de masa, potencialmente una estrella de neutrones muy masiva o un agujero negro de baja masa.
• La masa observada sugiere un escenario de formación que involucra la fusión de dos estrellas de neutrones anteriores.
• Este hallazgo proporciona evidencia observacional de las fusiones de estrellas de neutrones que forman objetos compactos en la brecha de masa.