¿Por qué los púlsares de milisegundos se encuentran predominantemente en cúmulos globulares?

Se cree que los púlsares de milisegundos (período de rotación de 1 a 10 ms) se forman al girar debido a la acumulación de masa de una estrella compañera en órbita. El púlsar en la Nebulosa del Cangrejo fue el primero descubierto, es un púlsar aislado y gira aproximadamente 30 veces por segundo (período de 33 ms).

Es un púlsar muy joven, formado en una supernova histórica conocida, y la estrella progenitora era una estrella aislada, probablemente un gigante con una masa de 8-12 masas solares.

Nebulosa Cangrejo y Pulsar

Entonces, si el Cangrejo es típico de los púlsares aislados cuando se forman por primera vez, entonces los púlsares que giran mucho más rápido deben girar en sistemas binarios.

La densidad de las estrellas es alta en los cúmulos globulares y los cúmulos contienen estrellas viejas que se encuentran una y otra vez durante miles de millones de años, lo que puede permitir que estrellas de neutrones aisladas sean capturadas por compañeros gigantes y luego se vuelvan hacia arriba.

La probabilidad de captura es menor fuera de un cúmulo globular.

Y, en un sistema binario en el que una estrella sufre una supernova de colapso del núcleo, es bastante probable que el sistema se desate después de la supernova. Hay un teorema que dice que si se pierde más de la mitad de la masa de un sistema de dos cuerpos unidos, se convierte en un gravitacionalmente libre.

Por lo tanto, producir una estrella de neutrones en un sistema binario es algo difícil: se necesita una captura o, de lo contrario, tal vez se pueda formar en sistemas estelares ternarios o en binarios que son exactamente correctos. Y se cree que esto es más raro fuera de un cúmulo globular. Recordemos también que las estrellas muy masivas son relativamente raras en comparación con las estrellas más ligeras.

Esa es la idea básica: sin embargo, hay mucho más y no es un problema resuelto.

Encontrará muchas fuentes en arXiv.

[1003.4332] Formación dinámica de pulsares de milisegundos en cúmulos globulares