Púlsar
Los púlsares son estrellas de neutrones que giran rápidamente y producen una enorme radiación electromagnética a lo largo de un estrecho rayo. Las estrellas de neutrones son muy densas y tienen giros cortos y regulares. Esto produce un intervalo muy preciso entre los pulsos, que oscilan entre milisegundos y segundos para un púlsar individual. El pulso sólo puede verse si la Tierra está lo suficientemente cerca de la dirección del rayo. De forma parecida a lo que ocurre con un faro, que sólo se puede ver cuando el haz de luz está orientado hacia uno mismo.
Los pulsos coinciden con los giros de la estrella. El giro provoca un efecto faro, ya que la radiación sólo se ve a intervalos cortos. Werner Becker, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, declaró recientemente,
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Descubrimiento
El primer púlsar se descubrió en 1967. Fue descubierto por Jocelyn Bell Burnell y Antony Hewish. Trabajaban en la Universidad de Cambridge. La emisión observada tenía pulsos separados por 1,33 segundos. Todos los pulsos procedían del mismo lugar en el cielo. La fuente se ajustaba al tiempo sideral. Al principio, no entendían por qué los púlsares tienen un cambio regular en la intensidad de la radiación. La palabra púlsar es la abreviatura de "estrella pulsante".
Este púlsar original, ahora llamado CP 1919, produce longitudes de onda de radio, pero posteriormente se ha descubierto que los púlsares producen radiación en las longitudes de onda de los rayos X y/o los rayos gamma.
Premios Nobel
En 1974, Antony Hewish se convirtió en el primer astrónomo en recibir el Premio Nobel de Física. Se produjo una controversia porque a él se le concedió el premio mientras que a Bell no. Había hecho el descubrimiento inicial mientras era su estudiante de doctorado. Bell afirma no estar resentido por este punto, apoyando la decisión del comité del premio Nobel. "Algunas personas lo llaman el premio No-Bell porque consideran que Jocelyn Bell Burnell debería haber compartido el premio".
En 1974, Joseph Hooton Taylor Jr. y Russell Hulse descubrieron por primera vez un púlsar en un sistema binario. Este púlsar orbita alrededor de otra estrella de neutrones con un período orbital de sólo ocho horas. La teoría de la relatividad general de Einstein predice que este sistema debería emitir una fuerte radiación gravitatoria, haciendo que la órbita se contraiga continuamente al perder energía orbital. Las observaciones del púlsar pronto confirmaron esta predicción, proporcionando la primera prueba de la existencia de ondas gravitacionales. A partir de 2010, las observaciones de este púlsar siguen coincidiendo con la relatividad general. En 1993, Taylor y Hulse recibieron el Premio Nobel de Física por el descubrimiento de este púlsar.
Imagen compuesta óptica/de rayos X de la nebulosa del Cangrejo. Muestra la energía procedente de la nebulosa circundante, que es causada por los campos magnéticos y las partículas del púlsar central.
El púlsar Vela, una estrella de neutrones que son los restos de una estrella que queda de una supernova (una gran explosión de una estrella). Vuela por el espacio, empujado por la materia lanzada desde uno de los puntos donde gira la estrella de neutrones.
Tipos de púlsares
Los astrónomos saben que hay tres tipos diferentes de púlsares:
- Púlsares impulsados por la rotación, en los que la radiación es causada por la pérdida de energía de rotación; la radiación es causada por la disminución de la velocidad de giro de la estrella de neutrones
- Púlsares impulsados por la acreción (que son la mayoría de los púlsares de rayos X, pero no todos), en los que la energía potencialgravitatoria de la materia que cae sobre el púlsar provoca rayos X que pueden ser recibidos desde la Tierra, y
- Los magnetares, donde un campo magnético extremadamente fuerte pierde energía, lo que provoca la radiación.
Aunque los tres tipos de objetos son estrellas de neutrones, las cosas que se pueden ver que hacen y la física que lo causa son muy diferentes. Pero hay algunas cosas que son similares. Por ejemplo, los púlsares de rayos X son probablemente viejos púlsares de rotación que ya han perdido la mayor parte de su energía, y sólo pueden verse de nuevo después de que sus compañeras binarias se expandieran y la materia de éstas empezara a caer sobre la estrella de neutrones. El proceso de acreción (la materia que cae sobre la estrella de neutrones) puede, a su vez, dar suficiente energía de momento angular a la estrella de neutrones para convertirla en un púlsar de milisegundos impulsado por la rotación.
Utiliza
Reloj preciso En algunos púlsares de milisegundos, la regularidad de la pulsación es más precisa que la de un reloj atómico. Esta estabilidad permite utilizar los púlsares de milisegundos para establecer el tiempo de las efemérides, o para construir relojes de púlsar.
El ruido de sincronización es el nombre que reciben las irregularidades rotacionales observadas en todos los púlsares. Este ruido de sincronización es observable como un desplazamiento aleatorio de la frecuencia o la fase del pulso. Se desconoce si el ruido de sincronización está relacionado con los fallos del púlsar.
Otros usos
El estudio de los púlsares ha dado lugar a numerosas aplicaciones en física y astronomía. Los principales ejemplos son la prueba de la radiación gravitacional prevista por la relatividad general y la primera prueba de la existencia de exoplanetas. En los años 80, los astrónomos midieron la radiación de los púlsares para demostrar que los continentes norteamericano y europeo se están alejando el uno del otro. Este movimiento es una prueba de la tectónica de placas.
Púlsares importantes
- El magnetar SGR 1806-20 produjo la mayor explosión de energía jamás vista en la galaxia en un experimento realizado el 27 de diciembre de 2004
- PSR B1931+24 "... parece un púlsar normal durante aproximadamente una semana y luego se 'apaga' durante un mes aproximadamente antes de volver a producir pulsos. [..] este púlsar se ralentiza más rápidamente cuando el púlsar está encendido que cuando está apagado. [.. la] forma en que se ralentiza debe tener que ver con la energía de radio y las cosas que la provocan, y la ralentización adicional puede explicarse por un viento de partículas que sale del campo magnético del púlsar y que reduce la velocidad a la que gira. [2]
- PSR J1748-2446ad, a 716 Hz (veces que gira por segundo), es el púlsar que gira más rápido que se conoce.
Otras fuentes
- Lorimer D.R. & M. Kramer 2004. Handbook of pulsar astronomy. Cambridge Observing Handbooks for Research Astronomers.
