Pulsar

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Pulsar de la zona central de la Nebulosa del Cangrejo. Esta imagen combina imágenes del telescopio HST (rojo), e imágenes en rayos X obtenidas por el telescopio Chandra (azul).

En astronomía, un pulsar o púlsar es una estrella de neutrones que emite radiación pulsante periódica. Los pulsares poseen un intenso campo magnético que induce la emisión de estos pulsos de radiación electromagnética a intervalos regulares relacionados con el período de rotación del objeto.

Las estrellas de neutrones pueden girar sobre sí mismas hasta varios cientos de veces por segundo. Un punto de su superficie puede estar moviéndose alrededor del centro a velocidades de hasta 70.000 km/s. De hecho, las estrellas de neutrones que giran muy rápidamente se achatan en los polos, a pesar de su enorme gravedad, debido a esta velocidad vertiginosa. El efecto combinado de la enorme densidad de estas estrellas con su intensísimo campo magnético (provocado por los protones y electrones de la superficie girando alrededor del centro a enormes velocidades) provoca que, cuando se acercan a la estrella partículas desde el exterior (por ejemplo moléculas de gas o polvo interestelar), estas aceleren a velocidades extremas y realicen espirales cerradísimas hacia los polos magnéticos de la estrella. Por ello los polos magnéticos son lugares muy violentos en una estrella de neutrones: emiten chorros de radiación que puede ser de radio, rayos X o rayos gamma, como si fueran cañones de radiación electromagnética muy intensa y muy dirigida.

Por razones no muy bien comprendidas, los polos magnéticos de muchas estrellas de neutrones no coinciden con el eje de giro. El resultado es que los "cañones de radiación" de los polos magnéticos no apuntan siempre en la misma dirección, sino que giran con la estrella.

Es posible entonces que, mirando hacia un punto determinado del firmamento, recibamos un "chorro" de rayos X durante un instante. El chorro aparece cuando el polo magnético de la estrella mira hacia la Tierra, pero deja de apuntarnos en una milésima de segundo según la estrella gira, para aparecer de nuevo cuando el mismo polo vuelve a apuntar hacia la Tierra. Lo que percibimos entonces desde ese punto del cielo son pulsos de radiación con un período muy exacto, repetidos una y otra y otra vez (lo que se conoce como "efecto faro") cada vez que el chorro se orienta hacia nuestro planeta. Por eso este tipo de estrellas de neutrones "pulsantes" se denominan púlsares (del inglés Pulsating star, "estrella pulsante"). Si la estrella está orientada de manera adecuada, podemos detectarlas y analizar su velocidad de giro. La pulsación de estos objetos lógicamente disminuye a la vez que lo hace su rotación. A pesar de ello, la extrema constancia de ese período, en algunos pulsares, ha hecho que sean usados para calibrar relojes de precisión.

El siguiente diagrama esquemático de un púlsar muestra las líneas de campo magnético en blanco, el eje de giro en verde y los dos "chorros de radiación" de los polos en azul:

Diagrama de un Pulsar

[editar] Descubrimiento del primer pulsar

La señal del primer pulsar que se detectó, tenía un intervalo exacto de 1,33730113 segundos. Este tipo de señales únicamente se pueden detectar utilizando un radiotelescopio. De hecho, cuando en julio de 1967 Jocelyn Bell y Antony Hewish detectaron estas señales de radio de corta duración, pensaron que podrían haber establecido contacto con una civilización extraterrestre, dada la precisa regularidad de la emisión. Llamaron tentativamente a su fuente LGM (Little Green Men). Tras una rápida búsqueda se descubrieron 3 nuevos pulsares emitiendo en radio a diferentes frecuencias por lo que pronto se concluyó que estos objetos debían ser producto de fenómenos naturales.

Anthony Hewish recibió en 1974 el Premio Nobel de Física por este descubrimiento y por el desarrollo de su modelo teórico. Jocelyn Bell no recibió condecoración por ser únicamente una estudiante de doctorado, aunque fuera ella quien advirtió la primera señal de radio.

Hoy en día se conocen más de 600 pulsares con períodos de rotación diversos que van desde el milisegundo a unos pocos segundos con un período promedio de rotación de 0,65 segundos. La precisión con la que se conoce la rotación de estos objetos es de una parte en 100 millones. Los períodos de rotación tan breves implican tamaños para estas estrellas de unos pocos miles de km. El más famoso de todos los pulsares es quizás el que se encuentra en el centro de la Nebulosa del Cangrejo denominado PSR0531+121 con un período de rotación de 0,033 s. Este pulsar se encuentra en el mismo punto en el que los astrónomos chinos registraron una brillante supernova en el año 1054 y permite establecer la relación supernova y estrella de neutrones como remanente final esta segunda de la explosión producida por la supernova.

[editar] Planetas pulsar

El primer grupo de planetas extrasolares fue descubierto orbitando un pulsar: PSR B1257+12. Este es un pulsar cuyo período es de milisegundos. Las pequeñas variaciones de su período de emisión de radio sirvieron para detectar una ligerísima oscilación periódica del pulsar con una amplitud máxima en torno a 0,7 m/s. Los radioastrónomos Alexander Wolszczan y Dale A. Frail interpretaron estas observaciones como causadas por un grupo de tres planetas en órbitas casi circulares a 0,2, 0,36 y 0,47 UA del pulsar central y con masas de 0,02, 4 y 4 masas terrestres respectivamente. Este tipo de descubrimiento, altamente inesperado, causó un gran impacto en la comunidad científica.