Victoria Kaspi explica en la Fundación BBVA cómo una estrella muerta se vuelve el reloj más preciso del universo
Una estrella muerta con alrededor del doble de la masa del Sol, pero comprimida en una esfera de apenas 16 kilómetros de radio, es difícil de imaginar. Si además es capaz de rotar más de mil veces cada segundo, se trata de uno de los objetos más extraños y menos comprendidos del cosmos, un púlsar de milisegundo. Su comportamiento es tan preciso que los púlsares de milisegundo podrían marcar el tiempo mejor incluso que los relojes atómicos de fabricación humana. La astrofísica Victoria Kaspi, catedrática de la Universidad de McGill (Montreal, Canadá), ha contribuido a descubrir el más rápido de todos ellos, y a entender cómo se forman.
21 noviembre, 2012
Kaspi imparte esta tarde la conferencia Las estrellas de neutrones, un regalo cósmico, en la Fundación BBVA, en Madrid, dentro del ciclo La ciencia del cosmos, la ciencia en el cosmos.
Kaspi es además autora de un hallazgo con historia: ha logrado reconstruir el origen de un púlsar. Hace 1626 años, en el 386 D.C., astrónomos chinos observaron una explosión de supernova en lo que hoy se conoce como la constelación de Sagitario. Hoy en día, donde los antiguos astrónomos vieron la explosión pueden observarse los restos del gas y el polvo expulsados por la estrella. Pero Kaspi y sus colaboradores rastrearon la región con un telescopio espacial de rayos X, y descubrieron algo más justo en el centro del material expulsado: un objeto muy compacto que gira 14 veces por segundo. Es el cadáver de la estrella muerta, un púlsar que cada vez que mira a la Tierra en su giro -14 veces por segundo- le envía, como un faro, un chorro de radiación.
El trabajo de Kaspi refuerza la teoría, hoy ya aceptada, de que los púlsares se forman tras explosiones de supernovas, y además ayuda a determinar su edad.
Estrellas de neutrones: oscuras, compactas y misteriosas
Pero no todas las estrellas que estallan como supernovas acaban siendo púlsares. En una supernova la estrella colapsa hacia su propio centro y tras expulsar casi todo su material deja como cadáver un tipo de objeto muy compacto, una estrella de neutrones -o un agujero negro, si la estrella original tenía mucha masa-. Las estrellas de neutrones tienen más masa que el Sol, pero un diámetro de apenas unas decenas de kilómetros. Y los púlsares son una clase de estrellas de neutrones.
Kaspi estudia también otras estrellas de neutrones, los magnetares, tan exóticas como los púlsares pero con un intensísimo campo magnético, y capaces de sufrir explosiones aún muy poco comprendidas por los astrónomos. Son tan raras que sólo hay catalogadas poco más de una decena de “magnetares”.
Los astrofísicos quieren entender cómo es la población de púlsares en nuestra galaxia: “Cómo producen radiación, cómo rotan, de dónde obtienen su energía, cuántos hay en la galaxia y cómo están distribuidos…”, explica Kaspi. En 2005 el grupo de Kaspi descubrió una veintena de púlsares en un mismo cúmulo estelar, en nuestra galaxia.
Relojes cósmicos para vindicar a Einstein
Precisamente el director de la tesis doctoral de Kaspi, Joseph H. Taylor, recibió el premio Nobel en 1993 por co-descubrir el primer púlsar con otra estrella de neutrones como compañera, y observar, a lo largo de 30 años, cómo ambos objetos se van aproximando poco a poco porque pierden energía debido a que emiten ondas gravitatorias. La emisión de estas ondas es una predicción de la teoría General de la Relatividad, y de hecho con sus ecuaciones se puede predecir el ritmo de acercamiento entre el púlsar y la otra estrella de neutrones del sistema binario.
En el púlsar binario estudiado por Taylor se da además un proceso de reciclaje cósmico muy estudiado por Kaspi: púlsares de giro lento -relativamente: varias veces por segundo- que tras emitir entre uno y diez millones de años, en lugar de apagarse se reciclan en velocísimos púlsares que rotan hasta mil veces por segundo y viven “para siempre”, señala Kaspi.
Se sospechaba hace tiempo que los púlsares de milisegundo se crean en sistemas binarios, cuando la estrella compañera dona materia al púlsar y este aumenta así su velocidad de rotación. Pero la teoría nunca se había comprobado, hasta hace tres años: el grupo de Kaspi se concentró en un objeto del que se sabía, por observaciones anteriores, que estaba recibiendo materia de una estrella compañera; lo que vieron, sólo una década después de las últimas observaciones, es que el objeto en cuestión ya se ha convertido en todo un púlsar de milisegundo y está, por tanto, “recién reciclado”.
Kaspi estudia ahora estrellas de neutrones con uno de los últimos telescopios espaciales lanzados por la NASA, el NuStar, y con el de la Agencia Espacial Europea (ESA), XMM-Newton, también en órbita.