FAROS ESTELARES

Desentrañando el funcionamiento interno de los pulsares

Un descubrimiento muestra por primera vez que las aceleraciones repentinas de estos faros estelares se deben a un comportamiento específico del súperfluido que tienen en su interior.

Nubes de partículas cargadas se mueven por las líneas del campo magnético del pulsar (azul) y crean rayos gamma (púrpura). Crédito: NASA.

Como faros del espacio, los haces electromagnéticos de los pulsares barren el universo y nos iluminan cada cierto tiempo, como lo hacen los faros que resguardan las costas.

Los pulsares, o estrellas de neutrones, son lo que queda del núcleo de estrellas antiguas a las que se les acabó el combustible y que se han comprimido a tal punto que hoy son pequeños y densos objetos rotando muy rápido, a más de 100 revoluciones por segundo.

Aunque son conocidos hace tiempo, es poco lo que se sabe de su funcionamiento interno. Pero un equipo internacional de astrónomos acaba de dar un paso adelante al descubrir algo nuevo sobre su interior. Desde hace años, se sabe que los pulsares experimentan repentinas y rápidas aceleraciones en su rotación llamadas “glitches”. Estos son generados por una gran cantidad de vórtices súperfluidos en el interior de la estrella y que estarían siempre rotando más rápido que el resto de la estructura.

“Los pulsares están formados por una cáscara rígida, la que en su interior contiene muchos vórtices súperfluidos. Como estos últimos están rotando más rápido, si la parte de afuera disminuye su velocidad, la de adentro no se da cuenta de inmediato. Pero cuando lo hace, intercambian energía y la cáscara se acelera”

explica Cristóbal Espinoza, investigador postdoctoral del Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica y líder del estudio. “Se pensaba que bastaba con un solo vórtice para causar un ‘glitch’ y así acelerar a la cáscara. Pero ahora, por primera vez, analizamos datos recolectados durante 29 años y nos dimos cuenta de que los vórtices nunca actúan solos, sino que en grupos de miles de millones”.

Los astrofísicos pensaban que cada cierto tiempo uno o más de estos vórtices se comunicaban con la estrella intercambiando energía, lo que producía las aceleraciones observadas. Sin embargo este nuevo resultado sugiere que los “glitches” tiene un tamaño mínimo, y que son producto de la comunicación al unísono de miles de millones de vórtices con el resto de la estrella.

El equipo estudió la rotación del pulsar del Cangrejo –ubicado en la nebulosa del mismo nombre- utilizando datos del Observatorio Jodrell Bank en Inglaterra. El hallazgo es fundamental para entender cómo funciona la materia en condiciones extremas, algo que no se puede testear en la Tierra.

“Nuestros resultados son importantes para entender en detalle cómo rotan los pulsares y, además, para entender mejor la física de los súperfluidos”, agrega el astrónomo. Este conocimiento es vital ya que estos objetos son usados para comprobar aspectos de la Teoría de la Relatividad General y están siendo utilizados como relojes cósmicos para detectar ondas gravitacionales.

El estudio “Neutron star glitches have a substantial minimum size” es publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fuente: Instituto de Astrofísica PUC

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