Nova Scorpii 2023: Variabilidad en rayos X tras una explosión estelar

Un equipo internacional de astrónomos, utilizando el satélite Swift de la NASA, realizó observaciones en rayos X de una nova clásica denominada Nova Scorpii 2023. Los resultados de esta campaña de observación, publicados el 21 de octubre en el servidor de preimpresión arXiv, ofrecen importantes perspectivas sobre las propiedades y el comportamiento de esta erupción.

Una nova es una estrella que experimenta un aumento repentino en su brillo y que regresa lentamente a su estado original, un proceso que puede durar varios meses. Esta explosión, que emite radiación en todas las longitudes de onda, es el resultado del proceso de acreción en un sistema binario cercano que contiene una enana blanca y su compañero estelar no degenerado.

Nova Scorpii 2023, también conocida como V1716 Sco, fue detectada cuando erupcionó el 20 de abril de 2023 con una magnitud de 8.0. Observaciones posteriores confirmaron espectroscópicamente que se trataba de una nova clásica (Fe II).

Desde su explosión, Nova Scorpii 2023 ha sido monitoreada regularmente con Swift, que detectó emisión de rayos X de esta fuente.

Nuevos hallazgos en rayos X revelan el comportamiento de la nova

Ahora, un grupo de astrónomos liderado por John T. Worley de la Universidad de Wisconsin-Madison, presenta nuevos resultados de este monitoreo que arrojan más luz sobre la naturaleza de la nova. Su estudio se complementó con datos del Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) y el Chandra X-ray Observatory.

El estudio encontró que la fase de fuente de rayos X super suaves (SSS) de Nova Scorpii 2023 comenzó poco después de tres meses desde el inicio de la erupción óptica y duró entre tres y seis meses adicionales.

Los datos recopilados indican que el flujo de SSS fue variable, tanto de manera aperiodica como periódica. Por ejemplo, entre finales de julio y septiembre de 2023, se observó una gran variabilidad irregular en escalas de tiempo de días. Esta variabilidad aperiodica persistió, pero disminuyó en amplitud en octubre de 2023.

Propiedades de la enana blanca y variabilidad explicadas

Por lo tanto, basándose en estos hallazgos, los astrónomos suponen que capturaron a Nova Scorpii 2023 en febrero de 2024 al inicio de su enfriamiento, y la duración total de la fase SSS probablemente fue cercana a medio año. Esto sugiere una fase de luminosidad bolométrica constante de duración total cercana a nueve meses, lo cual es típico para una enana blanca con una masa de aproximadamente 1.2 masas solares.

La temperatura efectiva de la enana blanca en Nova Scorpii 2023 se estimó en 750,000-780,000 K, lo que indica una masa en el rango de 1.1 a 1.2 masas solares. Esto es consistente con otras estimaciones de enanas blancas masivas en novae luminosas en rayos X.

Los astrónomos añadieron que la variabilidad irregular de Nova Scorpii 2023 puede ser provocada por grupos en los desechos, y las interacciones del flujo con material circumestelar ya emitido, lo que causa diferentes etapas de ionización en el medio circundante. También encontraron que no hay correlación entre la variabilidad irregular y la amplitud de las modulaciónes cortas y periódicas.

"La falta de correlación de la amplitud de la pulsación SSS con el flujo total de SSS parece indicar dos orígenes diferentes para los dos tipos de variabilidad, posiblemente con la modulación periódica disminuyendo en amplitud cuando los pólos no son completamente visibles", explicaron los investigadores.

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