Las estrellas de neutrones son bastante singulares: el material de que están hechas es mucho más denso que la materia convencional. Giran muy rápido sobre su propio eje, emitiendo radiación en el proceso, por lo que a menudo son visibles como púlsares en el espectro radioeléctrico. Los investigadores del Instituto Max Planck de Física Gravitacional en Hannover, trabajan como parte de la colaboración internacional PALFA, y con la ayuda de los participantes en el proyecto Einstein @ Home, ahora han descubierto un púlsar acompañado de una enana blanca - una estrella que ha agotado su combustible. Los investigadores quieren pesar el par, con lo que se conoce como el efecto Shapiro.
Cuando se enfrentan a preguntas difíciles relacionadas con la teoría de la relatividad general, los científicos generalmente se ven en un universo buscando respuestas. Incluso entonces, a menudo es muy difícil de filtrar los objetos astrofísicos desde la gran cantidad de datos. Es por eso que los científicos llaman a voluntarios para ayudarles en el proceso que lleva mucho tiempo en analizar los datos haciendo que usen potentes ordenadores que están disponibles para proyectos como Einstein @ Home.
Con este apoyo, el grupo de investigación dirigido por Bruce Allen, Director del Instituto Max Planck de Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein / AEI), Hannover, junto con colegas de la Colaboración PALFA, han descubierto un púlsar de radio J1952 2630. Los investigadores se encuentran con los datos del telescopio de Arecibo. "Estoy muy emocionado de que el equipo de Einstein @ Home haya descubierto otro púlsar de radio exótico. Estos objetos asombrosos son tan extremos que si fueran aplastados a un tercio de su tamaño se colapsarían para formar agujeros negros. Agradézcanles a nuestros miles de voluntarios, que no seríamos nada sin su contribución", dice Allen.
J1952 2630 parpadea cada 20,7 milisegundos, y está a unos 31.000 años luz de la Tierra. De la modulación de impulsos de radio, los astrónomos concluyeron que el pulsar tiene una estrella asociada con al menos el 95 por ciento de la masa del Sol. Estos dos cuerpos celestes giran alrededor de su centro común de gravedad, que orbita una vez cada 9,4 horas en lo que son círculos casi perfectos.
Desde la forma de sus órbitas, los astrofísicos pueden sacar conclusiones importantes en cuanto a lo que el compañero es y cómo llegó a existir, a pesar de que no se puede ver directamente. Es probablemente una enana (relativamente pesada) de color blanco - una estrella que murió que una vez fue muy normal, al igual que nuestro Sol. Al final de su vida, se convirtió en una gigante roja y se deshizo de su capa externa de la materia, con algunos neutrones de la estrella absorbidos.
Las dos estrellas intercambiaron (orbital) el momento angular, que es la forma en que llegó a tener órbitas perfectamente circulares. Si esta estrella que antes tenía una masa mucho mayor que el Sol, entonces, también, habría explotado en una supernova al final de su vida, y convertirse así en una estrella de neutrones. El impulso generado en este proceso la habría enviado a una órbita elíptica, asimétrica.
Los astrónomos saben actualmente que hay 1.900 púlsares, estrellas individuales incluidas.
La combinación de una estrella de neutrones y una enana blanca masiva y que orbite entre sí en un círculo perfecto es raro. Las enanas blancas en órbita como ésta suelen tener una masa de tan sólo 10 a 30 por ciento de la masa del Sol. Y sólo la mitad de una docena de los cien más o menos conocidos sistemas de estrellas binarias con púlsares son así.
"Gracias a la masa relativamente alta de la enana blanca, este sistema de estrellas binarias es previsible que se adapte a las pruebas de un fenómeno de la relatividad general, es decir, el tiempo de retardo gravitacional de la luz", dice el doctor Allen estudiante Benjamin Knispel. "Lo que significa que también podría determinar la masa exacta de cada componente."
Este efecto, conocido también como el retraso de Shapiro, se produce cuando la luz visible o las ondas de radio pasan a través de un campo gravitatorio, por ejemplo el de una estrella, en su paso por el universo. El campo gravitacional desvía los rayos de su trayectoria recta. Pero esto significa que la luz tarda más en hacer el desvío. Cuando la enana blanca se mueve en la línea de visión entre el púlsar y la Tierra, los pulsos de radio que son emitidos por la estrella de neutrones en intervalos regulares, deben viajar más y más.
Los pulsos así llegan al observador a intervalos de tiempo cada vez mayor. "Para medir esto, tenemos que examinar el sistema de lado, si es posible - es decir, en el borde del plano de la órbita - para que, en determinadas configuraciones, los pulsos de radio de la estrella de neutrones pasen a través de los años en el campo gravitacional de la enana blanca en su camino hacia nosotros ", dice Knispel. Este método puede ser utilizado para pesar las dos estrellas. Knispel y sus colegas están planeando ya las observaciones siguientes para hacer precisamente eso.
El púlsar ALFA (PALFA) fue creado en 2003 con el objetivo de llevar a cabo una gran escala del estudio del púlsar con el telescopio de Arecibo. Incluye a astrónomos de 20 universidades, institutos y observatorios de todo el mundo.
Einstein @ Home, con más de 290.000 participantes, es uno de los mayores proyectos de computación distribuidos en el mundo. Fue creado en el 2005 y ha estado buscando ondas gravitatorias entre los datos de los detectores del LIGO internacionales / Virgo / colaboración del GEO. Desde el 2009, ha estado utilizando el 35 por ciento de su potencia de cálculo disponible para apoyar el trabajo de la Colaboración PALFA
Los dos científicos aficionados cuyos equipos encontraron la señal más fuerte en el análisis de los datos son Vitaly V. Shiryaev (Moscú, Rusia) y Stacey Eastham (Darwen, Gran Bretaña), que se acreditan por su nombre y dio las gracias a la publicación.
