Estrellas zombis que giran más rápido que una licuadora: los púlsares, relojes atómicos naturales
Los púlsares son remanentes de supernovas que giran con más precisión que el reloj más caro del mundo. Estudiarlos nos ayuda a entender cómo funciona la materia bajo condiciones extremas.
El primer púlsar fue descubierto, casi por error, en 1967 por Jocelyn Bell y Antony Hewish. Las señales eran tan regulares que pensaron que se trataba de transmisiones artificiales enviadas por alguna civilización extraterrestre lejana.
Los púlsares son tan extraños que parecen sacados de la ciencia ficción, básicamente son los restos colapsados de estrellas masivas que terminaron su vida como supernovas, tan brillantes como violentas, dejando núcleos diminutos y extraordinariamente densos.
Estos cadáveres estelares pertenecen a la familia de las estrellas de neutrones, los objetos más densos conocidos después de los agujeros negros. Sí, por ejemplo, comprimiéramos toda la masa del Sol en una esfera de apenas veinte kilómetros de diámetro, podríamos entender la magnitud de su densidad.
El nombre púlsar no describe lo que son, sino cómo los observamos desde la Tierra, ya que estos objetos al girar tan rápidamente, emiten haces de radiación que barren el espacio como el faro en una playa lejana, produciendo "pulsos" regulares que llegan a nuestros telescopios con sorprendente puntualidad.
Con el tiempo se confirmó su origen natural y su comportamiento extremo y ahora sabemos que algunos giran cientos de veces por segundo, alcanzando velocidades de rotación que superan con facilidad cualquier objeto cotidiano, incluso la de una licuadora doméstica funcionando a máxima potencia.
El latido de la materia
Una estrella de neutrones nace cuando el núcleo de una estrella muy masiva colapsa bajo su propio peso. Durante ese proceso violento, electrones y protones se comprimen tanto que terminan fusionándose, formando una esfera compuesta casi exclusivamente de neutrones extremadamente compactos.
El resultado es una especie de núcleo atómico gigante sin espacio vacío en su interior en el que la materia es tan densa que una simple cucharada tomada de su superficie pesaría miles de millones de toneladas.
Aunque uno pensaría que como se trata de neutrones, no debería generar un campo magnético, nada más alejado de la realidad. Sus campos magnéticos pueden ser billones de veces más intensos que el terrestre, actuando como verdaderos dinamos cósmicos que aceleran partículas cargadas hasta energías difíciles de reproducir en cualquier laboratorio.
La combinación de rotación rápida y magnetismo extremo canaliza la radiación en haces de luz que están orientados debido a los polos magnéticos. Cada giro completo produce un destello detectable, creando el característico latido cósmico que da nombre a estos objetos fascinantes.
Relojes en la oscuridad
Y es que la regularidad de los pulsos emitidos es tan exacta, que la podríamos comparar con los mejores relojes atómicos construidos por la humanidad, de hecho, su estabilidad permite medir el paso del tiempo con una precisión tan alta que rivaliza con los estándares más exigentes de la física moderna.
Gracias a esto, los púlsares se han convertido en herramientas clave para poner a prueba teorías fundamentales. Por ejemplo, en sistemas binarios, el estudio de las órbitas confirma cómo el espacio y el tiempo se curvan bajo la influencia de grandes masas.
En ocasiones, estos relojes estelares sufren alteraciones repentinas llamadas "glitches", que si bien son pequeños cambios de corta duración en su ritmo de rotación, nos ofrecen pistas valiosas sobre la estructura interna de la estrella de neutrones.
Estos eventos sugieren la existencia de materia superfluida bajo la corteza, un estado exótico donde la materia fluye sin fricción. Gracias a estos objetos podemos estudiar fenómenos físicos imposibles de observar directamente en cualquier otro entorno conocido.
Mapas de la Vía Láctea
Además de su valor físico, los púlsares cumplen un papel práctico inesperado en la astrofísica: ayudarnos a mapear nuestra galaxia, ya que sus señales de radio atraviesan el gas ionizado y el polvo que llena el espacio entre las estrellas del disco (que es donde estamos inmersos), de la Vía Láctea.
Ese gas retrasa ligeramente las ondas de radio, un efecto conocido como medida de dispersión en el que, cuanto mayor es el retraso observado, más material ha atravesado la señal, lo que permite estimar con notable precisión la distancia al púlsar.
También revelan la estructura del campo magnético galáctico mediante la rotación de Faraday. Al analizar cómo cambia la polarización de su luz, los astrónomos pueden trazar fuerzas invisibles que moldean el comportamiento del gas interestelar.
Gracias a estos faros naturales, estamos construyendo una imagen tridimensional de nuestra galaxia. Así que, lejos de ser estrellas muertas sin importancia, son las guías precisas que iluminan los rincones más oscuros del Universo.
Referencia de la nota:
Pulsars: a concise introduction. December 2023. Graham-Smith, F. ; Lyne, A. G.