Un equipo internacional de astrofísicos ha encontrado una extraña pareja en el universo: el pulsar o estrella de neutrones más pesado descubierto hasta ahora y una enana blanca. El comportamiento de este sistema binario encaja con las predicciones de la relatividad general pero no con otras teorías alternativas, según el estudio que hoy se publica en Science.

La enana blanca alrededor del pequeño púlsar PSR J0348+0432

Ilustración del diminuto pero masivo pulsar PSR J0348+0432, emitiendo ondas de radio, y la enana blanca. El sistema forma ondas gravitatorias en el espacio-tiempo. / ESO

ESO/SINC
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26 abril 2013 09:00

Radiotelescopios de todo el mundo, incluido el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), han ayudado a captar la señal de una pareja de estrellas formada por una enana blanca orbitando al pulsar más masivo encontrado hasta el momento.

El pulsar o estrella de neutrones se llama PSR J0348+0432, gira 25 veces por segundo y las ondas de radio que emite las captan los radiotelescopios terrestres. Se trata de los restos de una explosión de supernova que ahora es dos veces más pesada que el Sol, aunque tiene solo 20 kilómetros de tamaño.

La gravedad en su superficie es más de 300.000 millones de veces más fuerte que la de la Tierra. En su centro, cada volumen equivalente a un azucarillo cuadrado pesa más de mil millones de toneladas concentradas.

Por su parte, su compañera la enana blanca es el brillante resto de una estrella mucho más ligera que ha perdido su atmósfera y se está enfriando lentamente. Tarda dos horas y media en hacer una órbita completa.

Además del interés que genera este sistema binario por sí mismo, se trata de un laboratorio único para poner a prueba los límites de las teorías físicas. “Es el pulsar más masivo, pero también un excelente laboratorio de física fundamental”, subraya John Antoniadis, investigador del Instituto Max Planck de radioastronomía (MPIfR, Alemania) y autor principal del artículo que aparece en Science

La teoría de la relatividad general de Einstein, que explica la gravedad como una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo creada por la presencia de masa y energía, hasta ahora ha superado todas las pruebas desde que fue publicada, y la nueva observación parece seguir apoyándola.

En términos de gravedad, PSR J0348+0432 es un objeto verdaderamente extremo, incluso comparado con los otros púlsares que han sido utilizados en pruebas de alta precisión de la relatividad general de Einstein.

Un ‘terrón de azúcar’ del pulsar pesa más de mil millones de toneladas

En este tipo de campos gravitatorios tan fuertes, pequeñas variaciones en la masa pueden desencadenar grandes cambios en el espacio-tiempo que rodea a estos objetos. El equipo combinó observaciones de la estrella enana blanca llevadas a cabo con el VLT con medidas muy precisas del púlsar obtenidas con radiotelescopios para analizarlo.

Una pareja tan cercana entre sí emite ondas gravitacionales y pierde energía. Esto hace que el periodo orbital cambie ligeramente y las predicciones de esta variación hechas por la relatividad general y otras teorías competidoras son diferentes. Pero los datos del sistema binario se decantan por la primera.

“Nuestras observaciones en radio eran tan precisas que ya hemos podido medir un cambio en el periodo orbital de 8 millonésimas de segundo por año, exactamente lo que predice la teoría de Einstein”, afirma Paulo Freire, otro miembro del equipo.

En cualquier caso los científicos seguirán poniendo a prueba las teorías en sistemas que, como este, muestran campos gravitatorios extremadamente fuertes y que están fuera del sistema solar. De hecho, la relatividad general no es consistente con otras propuestas ni con la otra gran teoría de la física del siglo veinte, la mecánica cuántica.

Referencia bibliográfica:

J. Antoniadis et al. “A Massive Pulsar in a Compact Relativistic Binary”. Science 340, 26 de abril de 2013. 

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