71. El Universo y el hombre

                     

17 PÚLSARES Y ESTRELLAS DE NEUTRONES

 

Antony Hewish

En los albores de la radioastronomía, varios años después de descubrirse las primeras radiofuentes, los “cuásares”, Antony Hewish (n. en 1974) radioastrónomo inglés de la Universidad de Cambridge, emprendió un proyecto de investigación para profundizar en el conocimiento de los cuásares (ver el artículo nº 12). Buscaba fuentes de radio que fluctuaran rápidamente. Para ello construyó un radiotelescopio de grandes dimensiones, de dos hectáreas de superficie, equivalentes a unas 60 canchas de tenis.

Jocelyn Bell

Jocelyn Bell (n. en 1943), norirlandesa, y a la sazón estudiante de doctorado bajo la supervisión de Antony Hewish, era la encargada de analizar la información detectada por el telescopio. Se esperaban dos tipos de señales: una proveniente de los cuásares y otra, proveniente de las interferencias del entorno local de la zona. Pero Jocelyn encontró un tercer tipo de señal, muy regular que venía siempre de la misma ubicación del cielo. Decidió investigarla.

Era un pulso de radio con una frecuencia de 1,33 segundos. Muy rápido y periódico. No se parecía en nada a las fuentes de radio conocidas. ¿Sería, acaso, una señal de una civilización lejana que trataba de comunicarse con la Tierra? Por ello le pusieron el nombre “Little Green Man” (Pequeño Hombre Verde). Varios meses después, encontraron otra señal de las mismas características con un periodo de pulsación de 1,25 segundos, proveniente de otra parte distinta del firmamento.

Era muy improbable que dos civilizaciones extrasolares estuvieran enviándonos señales. Llegaron a la conclusión, por tanto, de que debía de tratarse de otro tipo de estrella. Poco tiempo después encontraron más señales de las mismas características. A este tipo de estrella las denominaron “púlsar”, acrónimo en inglés de pulsating star (estrella que emite radiación a intervalos cortos y regulares).

Estrella de neutrones

Como la mayoría de los descubrimientos astronómicos del último siglo, la teoría ha precedido a los descubrimientos. No había pasado aún un año del descubrimiento de las últimas señales cuando la comunidad astronómica se planteó que ese tipo de señales tenía que ser una estrella de neutrones.

Una “estrella de neutrones” es un objeto muy compacto y masivo; suele tener una masa de dos veces la de nuestro Sol contenida en una esfera de unos 10 o 12 km. Un solo trozo de materia de este objeto del tamaño de un terrón de azúcar pesaría en la Tierra cien millones de toneladas.

Se genera cuando una estrella muy masiva, en las últimas etapas de su existencia, se derrumba sobre sí misma produciendo la gran explosión de supernova. Si el núcleo que le queda a ésta es aún lo suficiente masivo –de unas dos masas solares–, se crean unas condiciones tales de presión y altas temperaturas que entran en un complejo proceso de degeneración de los átomos tal que los electrones se unen a los protones creando neutrones. De ahí el nombre de estrella de neutrones. Si la estrella hubiera tenido una masa superior a tres masas solares, se habría derrumbado hasta llegar a la etapa de agujero negro.

James Chadwick

El planteamiento teórico surge en 1932 a partir del descubrimiento del neutrón, la partícula del núcleo del átomo sin carga eléctrica, por parte de James Chadwick (1891-1974), físico inglés. Las propiedades de esta partícula permitirían el descubrimiento de la energía atómica de fisión. Recibiría el Premio Nobel de física en 1935.

El proceso de formación de las estrellas de neutrones fue propuesto en 1934 por los astrónomos Walter Baade (1893-1960) y Fritz Zwicky (1898-1974), a partir del descubrimiento del neutrón, como el posible núcleo residual que quedaba después de una explosión de supernova. Pero este trabajo no recibiría apenas atención puesto que entonces no se conocían objetos a los cuales se pudieran asociar.

Thomas Gold

Un año después del descubrimiento de los púlsares en 1968, éstos fueron asociados con estrellas de neutrones por Thomas Gold (1920-2004), astrónomo inglés relacionado con la teoría del Estado estacionario. Propuso éste astrónomo que los intensos campos magnéticos creados en las estrellas de neutrones emitirían fuertes emisiones periódicas de radiación electromagnética en cada rotación. La frecuencia de las pulsaciones daría la medida de la velocidad de rotación de estas estrellas.

Los púlsares son, por tanto, auténticos faros cósmicos puesto que cada uno tiene una velocidad de rotación diferente. Se han detectado púlsares con frecuencias que van desde una pulsación cada ocho segundos hasta algunos con frecuencias superiores a seiscientas por segundo; esto es, con velocidad lineal de rotación supera los 70.000 km/segundo. Aunque sólo pueden detectarse aquellos que “apuntan” hacia la Tierra.

 

Algunos púlsares con periodos extremadamente constantes han sido utilizados para calibrar relojes de precisión.

Púlsar

En la placa de oro de la nave Voyager II, que ya ha salido del Sistema Solar para introducirse en el espacio interestelar, se indican, entre otras informaciones, catorce púlsares cercanos para localizar de manera exacta la ubicación del Sistema Solar en la galaxia.

Antony Hewish fue galardonado con el Premio Nobel de física en 1974 por el descubrimiento de los púlsares. La comunidad científica sintió que no se lo hubiera otorgado también a Jocelyn Bell. En compensación, ésta recibiría numerosos premios y galardones a lo largo de su extensa carrera profesional. También en España le fue otorgada, en 2015, la Medalla de Oro del CSIC por sus méritos. 

 

Joselyn llegó a confesar en una entrevista que no lamentaba no haber recibido el Nobel, pues le había ido mejor en su vida sin ese galardón.

Francisco Sáez

Universidad de Vigo

Estrella de neutrones