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  • Writer's pictureAlice Meraviglia

Por primera vez vemos la superficie de un púlsar y una vez más no es lo que esperábamos

Updated: Jan 23, 2022

Los pulsares son los faros del universo. Estos objetos minúsculos y compactos son estrellas de neutrones -los restos de estrellas que alguna vez fueron masivas- que giran rápidamente y emiten radiación hacia el espacio. Ahora, por primera vez, los astrónomos han cartografiado la superficie de un pulsar de 24 kilómetros de ancho con exquisito detalle. El resultado desafía la imagen de libro de texto de los astrónomos sobre la apariencia de un pulsar y abre la puerta a aprender más sobre estos objetos extremos.



Desde una posición en el exterior de la Estación Espacial Internacional, el Explorador de la Composición Interior de las Estrellas de Neutrones (NICER, por sus siglas en inglés) busca los rayos X de objetos astronómicos extremos, como los pulsares. En una serie de artículos publicados en The Astrophysical Journal Letters, los investigadores utilizaron el NICER para observar el pulsar J0030+0451, o J0030 para abreviar, que se encuentra a 1.100 años luz en la constelación de Piscis. Dos equipos -uno dirigido por investigadores de la Universidad de Amsterdam y otro por la Universidad de Maryland- observaron la luz de rayos X de J0030 a lo largo del tiempo para trazar un mapa de la superficie del pulsar y medir su masa. Ambos equipos llegaron a una imagen que no es la que esperaban.


Elaborando un mapa


Los pulsares, al igual que los agujeros negros, son objetos extremadamente densos pero muy pequeños. Su inmensa gravedad curva el espacio-tiempo a su alrededor, lo que nos permite ver el lado más lejano del púlsar, incluso cuando gira fuera de la vista. El efecto también hace que el púlsar parezca ligeramente más grande que su tamaño real. Dado que el NICER puede cronometrar la llegada de los rayos X del púlsar con una precisión extrema (mejor que 100 nanosegundos), los investigadores pudieron construir un mapa de la superficie de la estrella y medir su tamaño con una exactitud sin precedentes.


Los equipos determinaron que la estrella de neutrones tiene entre 1,3 y 1,4 veces la masa del Sol. Y tiene aproximadamente 24 kilómetros de ancho. (En cambio, nuestro Sol se extiende poco más de 1,3 millones de kilómetros de diámetro).


Estas estadísticas no son extrañas. Pero a continuación, los astrónomos buscaron la ubicación de los puntos calientes en la superficie de J0030. La imagen simple y de manual que se utiliza para describir los pulsares muestra estos objetos con dos puntos calientes, uno en cada uno de sus polos magnéticos. Cuando la estrella gira, los puntos calientes lanzan radiación al espacio en forma de finos haces, como un faro. Si uno o ambos haces pasan por encima de la Tierra, los astrónomos observan un púlsar.


El de J0030 está orientado con su hemisferio norte hacia la Tierra. Por tanto, los equipos esperaban ver un punto caliente cerca del polo norte. El mapeo de los puntos calientes requirió un modelo de supercomputadora para desentrañar dónde se originaron los rayos X que NICER recibió del púlsar en la superficie de la estrella. La tarea habría llevado a los ordenadores de sobremesa normales alrededor de una década, pero los superordenadores la terminaron en menos de un mes.


Una nueva imagen


Lo que los equipos encontraron presentó una imagen diferente: J0030 tiene dos o tres puntos calientes, todos en el hemisferio sur. El equipo de la Universidad de Amsterdam cree que el púlsar tiene una mancha pequeña y circular y otra delgada en forma de media luna que gira alrededor de sus latitudes más bajas. El equipo de la Universidad de Maryland descubrió que los rayos X podrían provenir alternativamente de dos manchas ovaladas en el hemisferio sur, así como de una mancha más fría cerca del polo sur de la estrella.




Ninguno de los dos resultados es la imagen simple que esperaban los astrónomos, lo que indica que el campo magnético del púlsar, que causa los puntos calientes, es probablemente más complejo de lo que se suponía en un principio. Aunque el resultado deja a los astrónomos con la duda, "nos dice que NICER está en el camino correcto para ayudarnos a responder a una pregunta permanente en astrofísica: ¿Qué forma adopta la materia en los núcleos ultradensos de las estrellas de neutrones?". dijo el director científico de NICER y coautor del estudio, Zaven Arzoumanian, en un comunicado de prensa.


Con este logro, los astrónomos tratarán ahora de duplicarlo utilizando más pulsares, para comprender mejor el aspecto de estas extrañas estrellas y su funcionamiento.




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