Pulsos de radio cósmicos que se repiten cada pocos minutos u horas, conocidos como transitorios de largo período, han desconcertado a los astrónomos desde su descubrimiento en 2022. Nuestro nuevo estudio, publicado en Nature Astronomy hoy, podría finalmente aportar claridad.
Los radioastrónomos están muy familiarizados con los púlsares, un tipo de estrella de neutrones que gira rápidamente. Para nosotros, observando los cielos desde la Tierra, estos objetos parecen pulsar porque potentes haces de radio de sus polos barren nuestros telescopios, como un faro cósmico.
Los púlsares más lentos rotan en tan solo unos segundos, lo que se conoce como su período. Pero en los últimos años, también se han descubierto transitorios de largo período. Estos tienen períodos que van desde 18 minutos hasta más de seis horas.
Según todo lo que sabemos sobre las estrellas de neutrones, no deberían ser capaces de producir ondas de radio mientras giran tan lentamente. ¿Entonces, hay algo mal en la física?
Bueno, las estrellas de neutrones no son los únicos restos estelares compactos que existen, así que quizás no sean las protagonistas de esta historia. Nuestro nuevo trabajo presenta evidencia de que el transitorio de largo período de mayor duración, GPM J1839-10, es en realidad una estrella enana blanca. Está produciendo potentes haces de radio con la ayuda de una estrella compañera, lo que implica que otras podrían estar haciendo lo mismo.
Joeri van Leeuwen
Entran en escena los púlsares de enanas blancas
Al igual que las estrellas de neutrones, las enanas blancas son los restos de estrellas muertas. Tienen aproximadamente el tamaño de la Tierra, pero con toda la masa de un Sol comprimida en su interior.
No se ha observado que ninguna enana blanca aislada emita pulsos de radio. Pero tienen los ingredientes necesarios para hacerlo cuando se emparejan con una enana M (una estrella regular de aproximadamente la mitad de la masa del Sol) en un sistema binario estrecho.
De hecho, sabemos que estos “púlsares de enanas blancas” de rápida rotación existen porque los hemos observado: el primero fue confirmado en 2016.
Lo que plantea la pregunta: ¿podrían los transitorios de largo período ser los primos más lentos de los púlsares de enanas blancas?
Hasta la fecha, se han descubierto más de diez transitorios de largo período, pero están tan lejos y tan profundamente incrustados en nuestra galaxia que ha sido difícil determinar qué son. Solo en 2025 se identificaron de forma concluyente dos transitorios de largo período como binarias de enana blanca y enana M. Esto fue bastante inesperado.
Sin embargo, esto dejó a los astrónomos con más preguntas.
Incluso si algunos transitorios de largo período son binarias de enana blanca y enana M, ¿radian de la misma manera que los púlsares de enanas blancas más rápidos? ¿Y están los transitorios de largo período, visibles únicamente en longitudes de onda de radio, destinados a ser un misterio para siempre?
Lo que necesitábamos era un modelo que funcionara para ambos, y un transitorio de largo período con suficientes datos de alta calidad para probarlo.
Un ejemplo excepcionalmente longevo
En 2023 descubrimos GPM J1839-10, un transitorio de largo período con un período de 21 minutos. Fue el segundo descubrimiento de este tipo, pero a diferencia de su predecesor o los encontrados desde entonces, es excepcionalmente longevo. Se encontraron pulsos en datos de archivo que se remontan hasta 1988, pero solo en algunos de los momentos en que deberían haberse detectado.
Como está a 15.000 años luz de distancia, solo podemos verlo en ondas de radio. Así que profundizamos en esta señal aparentemente aleatoria e intermitente para aprender más.
Observamos GPM J1839-10 en una serie denominada observaciones “alrededor del mundo”. Estas utilizaron tres telescopios, cada uno pasando la fuente al siguiente a medida que la Tierra giraba: el Australian SKA Pathfinder o ASKAP, el radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica y el Karl G. Jansky Very Large Array en los Estados Unidos.
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La señal intermitente resultó no ser aleatoria. Los pulsos llegan en grupos de cuatro o cinco, y los grupos vienen en pares separados por dos horas. Todo el patrón se repite cada nueve horas.
Un patrón tan estable implica firmemente que la señal proviene de un sistema binario de dos cuerpos que orbitan entre sí cada nueve horas. Y conocer el período también nos ayuda a calcular sus masas, lo que coincide con una binaria de enana blanca y enana M.
Revisando los datos antiguos, no solo las detecciones de archivo eran consistentes con el mismo patrón, sino que pudimos utilizar los datos combinados para refinar el período orbital con una precisión de solo 0,2 segundos.
Un patrón de latido del corazón
Los datos de radio por sí solos nos dicen que GPM J1839-10 es definitivamente un sistema binario. Además, el peculiar latido de sus pulsos proporciona pistas sobre su naturaleza de una manera que solo es posible al observar las señales de radio.
Inspirados por un estudio anterior sobre un púlsar de enana blanca, modelamos GPM J1839-10 como una enana blanca que genera un haz de radio a medida que su polo magnético barre el viento estelar de su compañera. La variación en la alineación de los cuerpos binarios con nuestra línea de visión a lo largo de la órbita predice con precisión el patrón de latido del corazón.
Incluso podemos reconstruir la geometría del sistema, como la distancia entre las estrellas y su masa.
En resumen, GPM J1839-10 tiene el potencial de ser el eslabón perdido entre los transitorios de largo período y los púlsares de enanas blancas.
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Gracias a nuestro modelo, otros astrónomos ya han podido detectar variabilidad en nuestros períodos medidos en datos ópticos de alta precisión, a pesar de no poder distinguir el par binario.
La investigación continúa sobre cómo funciona exactamente la física de la emisión y cómo se ajustan las propiedades más amplias de los transitorios de largo período. Sin embargo, este es un paso crucial hacia la comprensión.
