La estrella binaria Scorpius X-1


Al comienzo de la década de los sesentas empezaba la exploración del espacio y la astronomía espacial era un sueño. Restringidos a observar el cielo con las radiaciones que nuestra atmósfera deja pasar, no se sabía cómo debía ser el cosmos observado en luz ultravioleta, infrarroja o rayos X. Aun así, años antes de que existieran telescopios espaciales, instrumentos relativamente sencillos a bordo de cohetes habían mostrado (en 1948) que el Sol es una fuente de rayos X. En 1962 Bruno Rossi, profesor de física en el Massachusetts Institute of Technology, encabezaba una compañia privada (la American Science & Engineering) con un programa de ciencia espacial dirigido a observar al Sol y la Luna, y con la expectativa de eventualmente detectar fuentes celestes de rayos X, en particular supernovas. Después de que la NASA no apoyó una propuesta del grupo de Rossi, la fuerza aérea de Estados Unidos aceptó apoyar un experimento para detectar emisión de rayos X de la Luna. Riccardo Giacconi lidereó la operación de montar los detectores de rayos X a bordo de un cohete. Trás un lanzamiento fallido en octubre de 1961, el 18 de junio de 1962, el cohete alcanzó 230 kilómetros de altura sobre la basa de lanzamiento en White Sands, Nuevo México, y durante poco menos de seis minutos estuvo suficientemente fuera de la atmósfera terrestre para poder detectar la emisión de rayos X que se calculaba debía tener la Luna. Sin embargo, los datos obtenidos no encajaban con las expectativas. Mientras que no se encontró evidencia de rayos X de la Luna, el cielo en su conjunto mostraba una emisión inesperadamente intensa, la cual (años después se supo) opacó la emisión lunar. Un análisis un poco mas cuidadoso de los datos mostró la presencia de un objeto situado en la constelación de Scorpio, en vez de en la posición de la Luna. Esta inesperada fuente fue bautizada como Scorpius X-1. Su descubrimiento fue una sorpresa ya que si bien se pensaba que algunas estrellas deberian ser fuentes de rayos X, se suponía que su intensidad debería ser unas cinco mil veces menor que la de Scorpius X-1.

El cielo resultó insospechadamente pródigo en fuentes de rayos X, y econ los años se han desarrollado poderosos telescopios espaciales, capaces de detectar centenares de miles de fuentes. A pesar de ello, la primera fuente celeste de rayos X, Scorpius X-1, no ha dejado de ser un objeto de interés por si mismo. Su descubrimiento fue realizado con instrumentos que indicaban muy burdamente su posición en el cielo y no era posible saber a que estrella asociarla. Pasaron cuatro años antes de que, gracias a nuevas observaciones con cohetes, Herbert Gursky asociara a Scorpius X-1 con una estrella binaria, es decir un sistema de dos estrellas en movimiento una alrededor de la otra. El sistema de estrellas resultó ser muy compacto, al girar cada estrella alrededor de su compañera (el equivalente al año) en menos de 19 horas. El sistema abarca una distancia veinte veces menor que la que hay entre la Tierra y el Sol. En 1967 Shklovsky propuso que la intensa emisión de rayos X se debía a un proceso de acreción, es decir al intercambio de materia de una estrella a otra. En el caso de Scorpius X-1, el gas de una estrella relativamente pequeña es atraido por el campo gravitacional de una estrella de neutrones. Antes de caer este gas forma un disco alrededor de la estrella de neutrones, denominado "disco de acreción". En las partes mas internas del disco de acreción, el gas se calienta hasta alcanzar temperaturas de varios millones de grados y brillar en rayos X, antes de chocar violentamente con la superficie de la estrella de neutrones. En este choque, además de generarse mas rayos X, la rotación de la estrella de neutrones es acelerada. Hace unos pocos años, observaciones con el satélite RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer) proporcionaron evidencias de que la estrella de neutrones podría estar rotando unas mil veces por segundo.

Existen en astronomía algunos objetos "clave" que nos muestran claramente procesos que suponemos suceden en muchos otros lados. Así, el caso de Scorpius X-1 ilustra como en sistemas binarios el intercambio de materia puede dar lugar a una estrella de neutrones en rotación extremadamente rápida, como se observa en otro tipo de objetos, los pulsares de milisegundos. Así, Scorpius X-1 viene siendo el eslabón evolutivo que liga a las estrellas binarias de rayos X con los pulsares de milisegundos.


Esperanza Carrasco Licea & Alberto Carramiñana Alonso
Diario Síntesis, 4 de abril del 2000

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