La historia de los púlsares es un ejemplo perfecto de cómo la ciencia evoluciona con la tecnología. Los primeros astrónomos enfrentaron un desafío monumental: sus herramientas. Con telescopios rudimentarios, solo podían observar cuerpos celestes que brillaban en luz visible. Sin embargo, con el avance de los detectores y la apertura de nuevas «ventanas» al universo, como las ondas de radio, los rayos X y los rayos gamma, el panorama cósmico cambió drásticamente.
Hoy en día, sabemos que el universo es más diverso y dinámico de lo que jamás imaginamos, y los púlsares son una prueba de ello.
¿Qué son los púlsares?
Los púlsares son estrellas de neutrones, objetos increíblemente densos que quedan tras el colapso de estrellas masivas (entre 8 y 20 veces la masa del Sol). Imaginad un objeto con la masa de un Sol comprimida en una esfera del tamaño de una ciudad. Esta densidad extrema genera campos magnéticos intensos que canalizan chorros de radiación desde sus polos magnéticos. A medida que estos objetos giran, los rayos de luz que emiten parecen parpadear desde la perspectiva de la Tierra, como un faro cósmico.
Su velocidad de rotación varía desde una vez cada pocas horas hasta cientos de giros por segundo, un ritmo frenético que los convierte en algunos de los relojes naturales más precisos del universo.
Por tanto podemos decir que una estrella de neutrones es un objeto muy compacto y degenerado compuesto por una mezcla de neutrones, protones y electrones, que se forma tras el colapso gravitacional del núcleo de Fe (hierro) de estrellas masivas que ha agotado todas sus etapas combustivas. La densidad de una estrella de neutrones es mayor que la de los núcleos atómicos, y concentra una masa superior a la del Sol en un diámetro de 10 a 30 km. Podemos detectarlas por la enorme radiación que emiten en rayos x y rayos gamma, son lo que se denominan pulsares de rayos x, un pulsar es una estrella de neutrones que emite radiación muy intensa en tiempos cortos y regulares. Tienen un enorme campo magnético y unas velocidades de rotación de hasta 70000 km/s. Son unos auténticos monstruos estelares.
El descubrimiento del primer púlsar
Todo comenzó el 6 de agosto de 1967, cuando Jocelyn Bell Burnell, una estudiante de posgrado de la Universidad de Cambridge, detectó una señal inusual mientras analizaba datos de su radiotelescopio. Los registros, extendidos en 120 metros de papel, mostraban un patrón curioso al que Bell llamó «pelo dentado«. La señal, que pulsaba cada 1,33730 segundos, provenía de un objeto desconocido, más tarde identificado como el primer púlsar, PSR B1919+21.
Este descubrimiento marcó el inicio de una nueva era en la astronomía, abriendo el camino a la exploración de fenómenos que no brillan en luz visible, pero que emiten en otras longitudes de onda.
El púlsar más famoso: la Nebulosa del Cangrejo
Entre los púlsares más icónicos destaca el que reside en la Nebulosa del Cangrejo, a unos 6.500 años luz de distancia. Este púlsar nació tras una explosión de supernova que aplastó el núcleo de su estrella progenitora. Hoy, brilla en casi todo el espectro electromagnético, desde ondas de radio hasta rayos gamma, siendo una de las fuentes más estudiadas por los astrónomos.
En luz de rayos X, el púlsar de la Nebulosa del Cangrejo es una maravilla visual. Su intensidad y características lo convierten en un laboratorio natural para entender cómo interactúan las estrellas de neutrones con su entorno.
También a partir de diferentes imágenes de telescopios se ha podido desentrañar el interior de la nebulosa del cangrejo aun mucho más. Dando lugar a unas imágenes sin precedentes, a partir de datos del telescopio espacial Spitzer, el telescopio espacial Hubble, el XMM-Newton Observatory y el telescopio Chandra, telescopios que abarcan casi toda la amplitud del espectro electromagnético. Con esto se ha realizado el siguiente vídeo:
Como podéis ver el vídeo comienza con un color rojo que muestra cómo un feroz viento de partículas cargadas proveniente de una estrella de neutrones central excita la nebulosa, haciendo que emita en ondas de radio. La imagen infrarroja de color amarillo incluye el brillo de las partículas de polvo que absorben luz ultravioleta y visible. La imagen de luz visible de Hubble de color verde ofrece una vista muy precisa de estructuras filamentosas calientes que impregnan la nebulosa. La imagen de rayos X el color púrpura muestra el efecto de una nube de energía de los electrones impulsados por la estrella de neutrones que gira rápidamente en el centro de la nebulosa, siendo esta imagen final la más impresionante.
Un púlsar fuera de nuestra galaxia
En 2015, el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi detectó algo revolucionario: un púlsar más allá de nuestra galaxia. Ubicado en la Nebulosa de la Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes, PSR J0540-6919 es 20 veces más brillante en rayos gamma que el púlsar de la Nebulosa del Cangrejo. Este hallazgo nos recordó que el universo está lleno de sorpresas y que aún hay mucho por descubrir más allá de nuestra Vía Láctea.
Los púlsares y sus «personalidades» cambiantes
No todos los púlsares son iguales, y algunos son particularmente impredecibles. En 2013, IGR J18245-2452, un púlsar de giro rápido, sorprendió a los astrónomos al cambiar entre emitir rayos X y ondas de radio. Este comportamiento, aparentemente errático, se debe a la interacción con su estrella compañera, que regula el flujo de gas hacia el púlsar.
Otro caso curioso es el de PSR J1023+0038, que en el mismo año mostró una transformación dramática. Su emisión de radio desapareció mientras su brillo en rayos gamma se quintuplicó, como si el sistema hubiese recibido un «impulso de energía». Estos cambios evidencian cómo los púlsares son influenciados por su entorno, ofreciendo pistas clave sobre la dinámica de los sistemas binarios.
La misión NICER: un vistazo al interior de las estrellas de neutrones
En junio de 2017, la NASA lanzó la misión NICER (Explorador de la Composición Interior de las Estrellas de Neutrones), un telescopio especializado en rayos X instalado en la Estación Espacial Internacional. NICER está diseñado para desentrañar los secretos internos de las estrellas de neutrones, midiendo con precisión su tamaño, masa y estructura.
Gracias a este observatorio, los astrónomos esperan comprender mejor cómo la materia se comporta bajo presiones y densidades extremas, arrojando luz sobre uno de los misterios más profundos de la física moderna.
¿Por qué son importantes los púlsares?
Los púlsares no solo son fascinantes por sus propiedades físicas y comportamiento exótico, sino que también son herramientas cruciales para la ciencia:
- Relojes cósmicos: Su extrema regularidad en las emisiones permite a los astrónomos medir el tiempo con una precisión asombrosa, siendo útiles en pruebas de la teoría de la relatividad general.
- Exploración de la materia extrema: Ofrecen un laboratorio natural para estudiar cómo se comporta la materia bajo condiciones que no podemos replicar en la Tierra.
- Detectores de ondas gravitacionales: Los púlsares en sistemas binarios sirven para estudiar la emisión de ondas gravitacionales, predichas por Einstein.
El futuro: más allá de los límites de nuestra imaginación
A medida que la tecnología avanza, también lo hace nuestra capacidad para explorar el universo. Desde los radiotelescopios terrestres hasta los observatorios espaciales de última generación como Fermi y NICER, los astrónomos continúan desentrañando los misterios de los púlsares y sus entornos extremos.
El descubrimiento de nuevos púlsares en diferentes longitudes de onda promete expandir nuestro conocimiento del cosmos, recordándonos que, aunque el universo es inmenso y misterioso, la curiosidad humana es igual de infinita.
Si quieres saber más sobre el fascinante mundo de los púlsares y las misiones como NICER, no dudes en explorar la página oficial de la NASA.
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