Transitorio de radio rotatorio

Los transitorios de radio rotatorios ( RRAT ) son fuentes de pulsos de radio cortos y moderadamente brillantes , descubiertos por primera vez en 2006. ^{[ 1 ]} Se cree que los RRAT son púlsares , es decir, estrellas de neutrones magnetizadas en rotación que emiten de forma más esporádica y/o con mayor variabilidad pulso a pulso que la mayoría de los púlsares conocidos. La definición operativa de lo que es un RRAT es un púlsar que se descubre más fácilmente en una búsqueda de pulsos individuales brillantes, en comparación con las búsquedas en el dominio de Fourier, por lo que "RRAT" es poco más que una etiqueta (de cómo se descubren) y no representa una clase distinta de objetos de los púlsares. A marzo de 2015Se han reportado más de 100. ^{[ 2 ]}

Los pulsos de los RRAT son de corta duración, de unos pocos milisegundos . Son comparables a los pulsos individuales más brillantes observados en púlsares con densidades de flujo de unos pocos Jansky a 1,4 GHz . ^{[ 1 ]} Andrew Lyne , radioastrónomo involucrado en el descubrimiento de los RRAT, "estima que solo existen unas pocas docenas de fuentes de radio más brillantes en el cielo". ^{[ 3 ]} Los intervalos de tiempo entre las ráfagas detectadas varían desde segundos (un período de pulso) hasta horas. Por lo tanto, la emisión de radio de los RRAT suele ser detectable solo durante menos de un segundo al día. ^{[ 1 ]}

La emisión esporádica de los RRAT significa que generalmente no son detectables en búsquedas de periodicidad estándar que utilizan técnicas de Fourier. Sin embargo, la periodicidad subyacente en los RRAT se puede determinar encontrando el máximo común denominador de los intervalos entre pulsos. Esto produce el período máximo, pero una vez que se han determinado muchos tiempos de llegada de pulsos, los períodos que son más cortos (por un factor entero) pueden considerarse estadísticamente improbables. Los períodos así determinados para los RRAT son del orden de 1 segundo o más, lo que implica que los pulsos probablemente provienen de estrellas de neutrones en rotación, y llevó a que se les diera el nombre de "Transitorio de Radio Rotatorio". Los períodos observados en algunos RRAT son más largos que en la mayoría de los púlsares de radio , algo esperado para fuentes que (por definición) se descubren en búsquedas de pulsos individuales. El monitoreo de los RRAT durante los últimos años ha revelado que se están desacelerando. Para algunos de los RRAT conocidos, esta tasa de desaceleración, aunque pequeña, es mayor que la de los púlsares típicos, y que nuevamente está más en línea con la de los magnetares . ^{[ 4 ]}

La naturaleza de estrella de neutrones de los RRAT se confirmó aún más cuando se realizaron observaciones de rayos X del RRAT J1819-1458 utilizando el Observatorio de Rayos X Chandra en el espacio . ^{[ 5 ]} Las estrellas de neutrones en enfriamiento tienen temperaturas del orden de 1 millón de kelvin y, por lo tanto, emiten térmicamente en longitudes de onda de rayos X. La medición de un espectro de rayos X permite determinar la temperatura , suponiendo que se trata de emisión térmica de la superficie de una estrella de neutrones. La temperatura resultante para el RRAT J1819-1458 es mucho más fría que la encontrada en la superficie de los magnetares, y sugiere que, a pesar de algunas propiedades compartidas entre los RRAT y los magnetares, pertenecen a diferentes poblaciones de estrellas de neutrones. Ninguno de los otros púlsares identificados como RRAT ha sido detectado aún en observación de rayos X. De hecho, esta es la única detección de estas fuentes fuera de la banda de radio.

Tras el descubrimiento de los púlsares en 1967, la búsqueda de más púlsares se basó en dos características clave de sus pulsos para distinguirlos del ruido causado por las señales de radio terrestres. La primera es la periodicidad de los púlsares. Al realizar búsquedas de periodicidad en los datos, "los púlsares se detectan con relaciones señal-ruido mucho mayores" que cuando simplemente se buscan pulsos individuales. ^{[ 6 ]} La segunda característica definitoria de las señales de los púlsares es la dispersión en frecuencia de un pulso individual, debido a la dependencia de la frecuencia de la velocidad de fase de una onda electromagnética que viaja a través de un medio ionizado . Dado que el medio interestelar presenta un componente ionizado, las ondas que viajan de un púlsar a la Tierra están dispersas, por lo que los estudios de púlsares también se centraron en la búsqueda de ondas dispersas. La importancia de la combinación de ambas características es tal que, en el procesamiento inicial de datos del Parkes Multibeam Pulsar Survey, el mayor estudio de púlsares realizado hasta la fecha, "no se incluyó ninguna búsqueda sensible a pulsos dispersos individuales". ^{[ 6 ]}

Una vez finalizado el estudio, se iniciaron las búsquedas de pulsos dispersos individuales. Aproximadamente una cuarta parte de los púlsares ya detectados por el estudio se encontraron mediante la búsqueda de pulsos dispersos individuales, pero hubo 17 fuentes de pulsos dispersos individuales que no se consideraron asociadas a un púlsar. ^{[ 6 ]} Durante las observaciones de seguimiento, se descubrió que algunos de estos eran púlsares que habían pasado desapercibidos en las búsquedas de periodicidad, pero 11 fuentes se caracterizaron por pulsos dispersos individuales, con intervalos irregulares entre pulsos que duraban desde minutos hasta horas. ^{[ 1 ]}

A marzo de 2015Se han reportado más de 100, con medidas de dispersión de hasta 764  cm ⁻³ pc. ^{[ 2 ]}

Para explicar la irregularidad de los pulsos RRAT, observamos que la mayoría de los púlsares etiquetados como RRAT son totalmente consistentes con púlsares que tienen una emisión subyacente regular que simplemente es indetectable debido al bajo brillo intrínseco o la gran distancia de las fuentes. Sin embargo, asumiendo que cuando no detectamos pulsos de estos púlsares están realmente "apagados", varios autores han propuesto mecanismos que podrían explicar dicha emisión esporádica. Por ejemplo, a medida que los púlsares pierden energía gradualmente, se acercan a lo que se denomina el "valle de la muerte" de los púlsares, un área teórica en el espacio período- derivada del período de los púlsares , donde se cree que el mecanismo de emisión de los púlsares falla, pero puede volverse esporádico a medida que los púlsares se acercan a esta región. Sin embargo, aunque esto es consistente con parte del comportamiento de los RRAT, ^{[ 7 ]} los RRAT con períodos y derivadas del período conocidos no se encuentran cerca de las regiones de muerte canónicas. ^{[ 6 ]} Otra sugerencia es que los asteroides podrían formarse en los restos de la supernova que formó la estrella de neutrones, y la caída de estos restos en el cono de luz de los RRAT y algunos otros tipos de púlsares podría causar parte del comportamiento irregular observado. ^{[ 8 ]} Dado que la mayoría de los RRAT tienen grandes medidas de dispersión que indican mayores distancias, combinado con propiedades de emisión similares, algunos RRAT podrían deberse al umbral de detección del telescopio. Sin embargo, la posibilidad de que los RRAT compartan el mecanismo de emisión similar con aquellos púlsares con los llamados "pulsos gigantes" tampoco puede excluirse. ^{[ 9 ]} Para comprender completamente los mecanismos de emisión de los RRAT se requeriría observar directamente los restos que rodean una estrella de neutrones, lo cual no es posible ahora, pero podría ser posible en el futuro con el Square Kilometer Array . Sin embargo, a medida que observatorios como el de Arecibo , el Telescopio de Green Bank y el Observatorio de Parkes , donde se descubrieron por primera vez los RRAT, detecten más objetos RRAT , algunas de las características de estos objetos podrían quedar más claras.

• Los astrónomos descubren estrellas que se asoman entre sí.
• Descubren un nuevo tipo de estrella. SciAm 2006