La comprensión actual de un púlsar. Click para agrandar
Los astrónomos han descubierto un púlsar muy inusual que parece apagarse de vez en cuando. Este púlsar está disminuyendo su velocidad de rotación, pero esta desaceleración aumenta cuando está activo. Este mecanismo de frenado está relacionado con las potentes emisiones de radio. Durante su fase activa, se arroja un viento de partículas, robando parte de su energía de rotación.
Los astrónomos que utilizan el radiotelescopio Lovell de 76 m en el Observatorio Jodrell Bank de la Universidad de Manchester han descubierto un púlsar muy extraño que ayuda a explicar cómo los púlsares actúan como 'relojes cósmicos' y confirma las teorías presentadas hace 37 años para explicar la forma en que emiten los púlsares sus haces regulares de ondas de radio, considerados uno de los problemas más difíciles en astrofísica. Su investigación, ahora publicada en Science Express, revela un púlsar que solo está "encendido" durante parte del tiempo. El extraño púlsar gira sobre su propio eje y se ralentiza un 50% más rápido cuando está "encendido" en comparación con cuando está "apagado".
Los púlsares son estrellas de neutrones densas y altamente magnetizadas que nacen en una violenta explosión que marca la muerte de estrellas masivas. Actúan como faros cósmicos mientras proyectan un haz giratorio de ondas de radio a través de la galaxia. El Dr. Michael Kramer explica: "Los pulsares son el sueño de un físico hecho realidad. Están hechos de la materia más extrema que conocemos en el Universo, y su rotación altamente estable los convierte en relojes cósmicos súper precisos, pero, vergonzosamente, no sabemos cómo funcionan estos relojes. Este descubrimiento contribuye en gran medida a resolver este problema ".
La comprensión actual de un púlsar. La estrella de neutrones central está altamente magnetizada y emite un haz de radio a lo largo de su eje magnético, que está inclinado hacia el eje de rotación. El fuerte campo magnético finalmente conduce a la extracción de partículas de la superficie, llenando la llamada magnetosfera circundante con plasma. El tamaño de la magnetosfera viene dado por la distancia donde la co-rotación de plasma alcanza la velocidad de la luz, el llamado cilindro de luz. El plasma que crea la emisión de radio finalmente abandona el cilindro de luz como un viento de púlsar, que proporciona un par en el púlsar, lo que contribuye aproximadamente un 50% a su disminución de rotación observada.
El equipo de investigación, dirigido por el Dr. Kramer, encontró un púlsar que solo está periódicamente activo. Aparece como un púlsar normal durante aproximadamente una semana y luego se "apaga" durante aproximadamente un mes antes de emitir pulsos nuevamente. El púlsar, llamado PSR B1931 + 24, es único en este comportamiento y ofrece a los astrónomos la oportunidad de comparar sus fases silenciosa y activa. Como es silencioso la mayoría de las veces, es difícil de detectar, lo que sugiere que puede haber muchos otros objetos similares que, hasta ahora, han escapado a la detección.
El profesor Andrew Lyne señala que, “después del descubrimiento de los púlsares, los teóricos propusieron que los campos eléctricos fuertes arranquen las partículas de la superficie de la estrella de neutrones en una nube de plasma magnetizada circundante llamada magnetosfera, pero, durante casi 40 años, no hubo manera de probar si nuestra comprensión básica era correcta ".
Los astrónomos de la Universidad de Manchester quedaron encantados cuando descubrieron que este púlsar se desacelera más rápidamente cuando el púlsar está encendido que cuando está apagado. La Dra. Christine Jordan señala la importancia de este descubrimiento: "Podemos ver claramente que algo toca los frenos cuando el púlsar está activado".
Este mecanismo de ruptura debe estar relacionado con la emisión de radio y los procesos que lo crean, y la desaceleración adicional puede explicarse por un viento de partículas que sale de la magnetosfera del púlsar y se lleva la energía rotacional. "Se esperaba tal efecto de frenado del viento del púlsar, pero ahora, finalmente, tenemos evidencia observacional de ello", agrega el Dr. Duncan Lorimer.
La cantidad de frenado puede estar relacionada con la cantidad de cargas que salen de la magnetosfera del púlsar. El Dr. Kramer explica su sorpresa cuando se descubrió que el número resultante estaba dentro del 2% de las predicciones teóricas. “Nos sorprendimos mucho cuando vimos estos números en nuestras pantallas. Dada la complejidad del púlsar, nunca esperábamos que la teoría magnetosférica funcionara tan bien ".
El profesor Lyne resumió el resultado: "Es sorprendente que, después de casi 40 años, no solo hayamos encontrado un fenómeno púlsar nuevo e inusual, sino también una forma muy inesperada de confirmar algunas teorías fundamentales sobre la naturaleza de los púlsares".
Fuente original: Comunicado de prensa de PPARC
