Un evento peculiar en la velocidad de rotación de una estrella muerta resultó ser aún más interesante de lo que pensábamos. Por primera vez, los astrónomos han demostrado que la rotación del púlsar de vela se desaceleró inmediatamente antes de su falla de 2016.

Esto no solo fue completamente inesperado, sino que podría ayudarnos a reducir la misteriosa dinámica en los interiores ultradensos de las estrellas de neutrones.

Para los astrónomos, algunos de los objetos más útiles del Universo son las estrellas de neutrones que giran rápidamente, conocidas como púlsares. A medida que giran, emiten un haz de radiación como un faro, a menudo en escalas de tiempo increíblemente rápidas y regulares.

Esto puede ser útil para una amplia gama de aplicaciones científicas, pero incluso los púlsares no son 100 por ciento precisos. Con el tiempo, pierden gradualmente una pequeña cantidad de energía rotacional, disminuyendo su velocidad ligeramente. Sin embargo, de vez en cuando, pueden acelerar repentinamente antes de volver a la normalidad, eso es lo que llamamos un problema técnico.

No sabemos qué causa la «falla» del púlsar, pero los astrónomos creen que tiene algo que ver con los procesos internos de la estrella de neutrones.

El Pulsar de Vela y su nebulosa circundante
El Pulsar de Vela y su nebulosa circundante. Crédito: NASA/CXC/PSU/G.Pavlov et al

Y aquí es donde entra el púlsar de vela, ubicado a unos 1.000 años luz de la Tierra. Normalmente gira a una velocidad de aproximadamente 11 rotaciones por segundo. Pero también es un glitcher conocido, que tiene «hipo» una vez cada tres años más o menos. (Su problema técnico más reciente fue en febrero de este año, pero esta investigación se refiere al problema técnico anterior, en diciembre de 2016).

Estas fallas no se pueden predecir, pero su relativa regularidad significa que tenemos una mejor oportunidad de detectar una en el acto, que es lo que sucedió en diciembre de 2016, cuando, por primera vez, la falla se grabó en tiempo real usando un radiotelescopio.

El primer análisis de esa falla reveló cambios en la forma del pulso durante el evento de falla. Ahora un análisis más profundo ha revelado que, durante la falla, el púlsar comenzó a girar aún más rápido, lo que se conoce como un sobreimpulso de frecuencia rotacional, y luego se relajó nuevamente a una velocidad más normal con bastante rapidez.

Esto es consistente con los modelos teóricos que sugieren que hay tres componentes en la estructura interna de una estrella de neutrones.

Paul Lasky, astrofísico de la Universidad de Monash en Australia, dijo en un comunicado:

“Uno de estos componentes, una sopa de neutrones superfluidos en la capa interna de la corteza, se mueve primero hacia afuera y golpea la rígida corteza externa de la estrella, haciendo que gire. Pero luego, una segunda sopa de superfluido que se mueve en el núcleo alcanza al primero, lo que hace que el giro de la estrella disminuya su velocidad. Este exceso se ha predicho un par de veces en la literatura, pero esta es la primera vez en tiempo real que ha sido identificado en observaciones”.

No es una prueba concluyente de que esto sea lo que está sucediendo dentro de las estrellas de neutrones, pero nos acerca un poco más a reducirlo.

Sin embargo, esa desaceleración que mencionamos anteriormente aún desafía la explicación. Los investigadores notaron en su artículo que la desaceleración en realidad puede desencadenar la falla al causar un retraso crítico entre la corteza y el superfluido de la corteza, pero todavía hay un signo de interrogación gigante sobre ella.

Greg Ashton, astrónomo de la Universidad de Monash, dijo en un comunicado:

“Inmediatamente antes de la falla, notamos que la estrella parece disminuir su velocidad de rotación antes de girar. En realidad no tenemos idea de por qué es así, y es la primera vez que se ve”.

Pero, aunque el misterio persiste, el análisis muestra que la falla es un poco más compleja que un proceso corto de un solo paso. El equipo espera que en futuras observaciones, análisis y modelos teóricos surjan nuevas explicaciones de la dinámica que han revelado.

La investigación ha sido publicada en Nature Astronomy.

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