Un púlsar es un tipo especial de estrella neutrónque es el núcleo sobrante ultradenso de una estrella masiva.
Los púlsares emiten haces de radiación que se extienden en círculos a medida que el púlsar gira. Cuando esos rayos destellan sobre la Tierra, los vemos como pulsos regulares y repetitivos de emisión de radio.
“Los púlsares son objetos espectaculares en sí mismos: la masa del Sol apiñada en una pequeña bola del tamaño de una ciudad, girando sobre su eje, en algunos casos más rápido que una licuadora de cocina, y barriendo haces de ondas de radio por el cielo”, Anne Archibald , profesor de astronomía en la Universidad de Newcastle en el Reino Unido, le dijo a WordsSideKick.com en un correo electrónico.
¿Quién descubrió los púlsares?
En 1967, una estudiante de posgrado llamada Jocelyn Bell estaba estudiando los resultados de la Matriz de Centelleo Interplanetario en el Observatorio de Radioastronomía Mullard en Cambridge, Reino Unido. Estaba trabajando con su asesor, Antony Hewish, cuando encontraron una fuente de señales de radio repetitivas provenientes del mismo lugar. en el cielo cada noche, según la Instalación Nacional del Telescopio Australiano CSIRO. (se abre en una pestaña nueva)
La señal era tan regular, repitiéndose cada 1,33 segundos, que Bell y Hewish se preguntaron si se habían topado con un mensaje de una civilización alienígena avanzada. Incluso inicialmente llamaron a la fuente «LGM-1» por «pequeños hombres verdes». Pero una vez que encontraron otras fuentes similares en otras partes del cielo, supieron que las señales tenían que tener un origen natural (de lo contrario, los extraterrestres estarían en todas partes).
Aunque los púlsares emiten en todas las longitudes de onda de radiación electromagnéticalas ondas de radio son las mejores para penetrar las nubes de gas y polvo interestelar en una galaxia, por lo que los astrónomos tienden a ver los objetos distantes en el espectro de radio antes que otras partes del espectro.
¿Cómo se forman los púlsares?
Antes del descubrimiento de los púlsares, los astrónomos ya habían teorizado que podrían existir estrellas de neutrones. Descubrieron que cuando una estrella que es mucho más masiva que el sol muere, a veces puede dejar atrás un núcleo increíblemente denso. Los astrónomos llamaron a ese núcleo una estrella de neutrones. Una estrella de neutrones tiene una densidad increíblemente alta (aproximadamente la misma densidad que un núcleo atómico), poniendo material equivalente a varios soles en un volumen de solo unas pocas millas de diámetro. según el Observatorio Nacional de Radioastronomía de la Fundación Nacional de Ciencias. (se abre en una pestaña nueva)
Si bien las estrellas de neutrones están compuestas casi en su totalidad por neutrones, contienen algunos protones cargados positivamente. Debido a que las estrellas de neutrones son tan pequeñas y densas, giran increíblemente rápido. Las cargas que se mueven en círculo generan campos magnéticos increíblemente fuertes, y eso magnetismo puede lanzar haces de radiación que salen disparados de los polos magnéticos de la estrella de neutrones.
¿Cómo pulsan los púlsares?
Los polos magnéticos de una estrella de neutrones rara vez se alinean con su eje de giro. Esto es como la Tierra: los polos magnéticos de nuestro planeta no se alinean con sus polos geográficos. En las estrellas de neutrones, esto hace que el haz de radiación atraviese el espacio en círculos por encima y por debajo de la estrella, según Imagine the Universe de la NASA (se abre en una pestaña nueva).
Si los haces de radiación no alcanzan la Tierra, los astrónomos verán una estrella de neutrones normal. Pero si el rayo barre la Tierra, los telescopios aquí detectarán un estallido de radiación cada vez que el rayo dé la vuelta. Desde la perspectiva de un terrícola, estos parecen destellos regulares o pulsos de radiación, de ahí el nombre de «púlsares».
Los destellos de los púlsares son extremadamente regulares, y algunos mantienen ciclos regulares dentro de una milmillonésima de nanosegundo.
«Es como tener un reloj de precisión convenientemente instalado en algún lugar de la galaxia», dijo Archibald.
¿Son peligrosos los púlsares?
Desde lejos, los púlsares no son más peligrosos que cualquier otro tipo de estrella exótica en el universo. Sin embargo, conocer de cerca a un púlsar sería una mala idea. Además de los haces de radiación, los púlsares suelen tener campos magnéticos muy fuertes, y las estrellas de neutrones suelen estar lo suficientemente calientes como para emitir radiografía radiación.
Afortunadamente, el púlsar conocido más cercano, PSR J0108-1431, está a salvo a 424 años luz de distancia.
¿Cuántos púlsares hay?
Aunque los astrónomos creen que hay alrededor de mil millones de estrellas de neutrones en el Via Láctea, sabemos de sólo unos 2.000 púlsares. Parte de la razón de esta discrepancia es que el haz de radiación de un púlsar tiene que alinearse perfectamente con la Tierra para que los telescopios lo vean. En segundo lugar, no todas las estrellas de neutrones giran lo suficientemente rápido o tienen un campo magnético lo suficientemente fuerte como para generar haces de radiación. Por último, los astrónomos solo han cartografiado una pequeña fracción del volumen total de la galaxia y no han observado todos los púlsares. según la nasa (se abre en una pestaña nueva).
¿Por qué los púlsares se ralentizan?
A través de cuidadosas observaciones, los astrónomos han descubierto que los púlsares tienden a disminuir su velocidad con el tiempo. La emisión de fuertes rayos de radiación requiere energía, y esa energía proviene de la energía de rotación de la estrella de neutrones. A medida que el púlsar continúa girando, se ralentiza y pierde energía. Eventualmente, después de varios millones de años, el púlsar «se apaga» y se convierte en una estrella de neutrones normal, según Centro de Astrofísica y Supercomputación de la Universidad de Swinburne (se abre en una pestaña nueva) en Australia.
Sin embargo, a veces una estrella de neutrones puede extraer material de una compañera estelar cercana. Este proceso agrega impulso angular a la estrella de neutrones, lo que le permite acelerar y convertirse nuevamente en un púlsar.
¿Para qué se pueden utilizar los púlsares?
Además de estudiar los púlsares por derecho propio, los astrónomos pueden usarlos para otros fines de investigación. Una de las aplicaciones más tentadoras está en el área de la astronomía de ondas gravitacionales, que estudia las ondas en el espacio-tiempo que se forman cuando colisionan objetos masivos.
«Las ondas gravitacionales son producidas por algunos de los eventos más espectaculares en el Universo«, explicó Archibald, «y nos brindan una forma de estudiar estos eventos que es totalmente diferente de lo que normalmente obtendríamos al detectar luz u ondas de radio».
Cuando los objetos chocan y liberan ondas gravitacionales, estas ondas cambian las distancias entre los puntos. Entonces, si los astrónomos tienen sus telescopios enfocados en un púlsar, entonces la duración entre pulsos puede acortarse o alargarse si pasa una onda gravitatoria.
Al observar redes de púlsares, los astrónomos esperan captar señales de ondas gravitacionales que pasan. La investigación apenas comienza, pero Archibald, quien forma parte de una de estas colaboraciones, está entusiasmado.
«Al principio, esperamos ver ondas gravitacionales bastante borrosas, pero aún así nos dará más información sobre cómo se formaron las galaxias», dijo Archibald. cuerdas, o algo totalmente inesperado».
Recursos adicionales
La NASA produjo este fascinante video indagando en la física de los púlsares, que puedes mira aquí (se abre en una pestaña nueva). Para los niños (y los niños de corazón) en su vida, este libro (se abre en una pestaña nueva) ofrece una excelente introducción a los púlsares para lectores jóvenes. Mire a la descubridora de los púlsares, Dame Jocelyn Bell Burnell, dar esta conferencia pública sobre su historia. en este video (se abre en una pestaña nueva).
Bibliografía
Mattison, B. (2021, 23 de septiembre). Estrellas de neutrones imagina el universo https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/neutron_stars1.html (se abre en una pestaña nueva)
Hobbs, M. (2022, 15 de febrero). Introducción a los púlsares Instalación Nacional del Telescopio CSIRO Australia https://www.atnf.csiro.au/outreach/education/everyone/pulsars/index.html (se abre en una pestaña nueva)
(2022). astronomia púlsares Observatorio Nacional de Radioastronomía https://public.nrao.edu/radio-astronomy/pulsars/ (se abre en una pestaña nueva)
(2007, 30 de agosto) púlsar COSMOS – La Enciclopedia de Astronomía de SAO https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/p/pulsar (se abre en una pestaña nueva)
Boone, K. (23 de agosto de 2007) Estrellas de neutrones Telescopio de rayos gamma Fermi de la NASA https://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/science/neutron_stars.html (se abre en una pestaña nueva)
