Las observaciones de LIGO demuestran que las ondas gravitatorias no frenan el Púlsar del Cangrejo

Vista aérea del detector LIGO

La investigación de las ondas gravitatorias ha revelado nueva información sobre el núcleo de uno de los objetos más famosos del cielo: el Púlsar del Cangrejo en la Nebulosa del Cangrejo. Un análisis de la Colaboración Científica internacional LIGO (Observatorio de Ondas Gravitatorias de Interferómetro Láser), que se enviará a Astrophysical Journal Letters, ha mostrado que aunque el púlsar pierde energía a un ritmo rápido, menos de un 4% de esta pérdida de energía se debe a las ondas gravitatorias.

Esto significa que para el Púlsar del Cangrejo, las ondas gravitatorias no son el mecanismo predominante que causa su frenado. Esto también significa que la forma del púlsar debe ser muy simétrica con una variación de superficie de menos de un metro. El mecanismo físico de pérdida de energía y el freno asociado del índice de rotación del púlsar se ha teorizado que es una emisión asimétrica de partículas, radiación de dipolo magnético, y emisión de ondas gravitatorias.

“El Púlsar del cangrejo gira a razón de 30 veces por segundo. No obstante, su índice de rotación decrece rápidamente en relación a la mayoría de púlsares, indicando que está irradiando energía a una razón prodigiosa”, dice Graham Woan de la Universidad de Glasgow, quien co-lideró el grupo científico que usó los datos de LIGO para analizar el Púlsar del Cangrejo, junto con Michael Landry del Observatorio LIGO Hanford.

Añade que: “La estrella de neutrones del Cangrejo es relativamente joven y por tanto se espera que sea menos simétrica que la mayoría, lo que significa que podría generar más ondas gravitatorias”.

“Este es un apasionante resultado que se añade al continuo éxito de LIGO. El proyecto nos ha permitido estudiar el Púlsar del Cangrejo de una forma nueva y única y nos ha proporcionado una información fascinante”, dice el Profesor Keith Mason, Director Ejecutivo del Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas, que patrocinan la implicación del Reino Unido en las ondas gravitatorias. “Esta es también la primera vez que hemos sido capaces de estimar el papel que desempeñan las ondas gravitatorias en el frenado de una estrella de neutrones y es un hito importante en el camino a detectar ondas gravitatorias reales”.

La Nebulosa del Cangrejo, situada a 6500 años luz de distancia en la constelación de Tauro, se formo en una espectacular explosión de supernova en 1054. De acuerdo con fuentes antiguas, incluyendo textos chinos que se refieren a ella como una “estrella invitada”, la explosión fue visible a la luz del día durante más de tres semanas, y puede que brevemente haya sido más brillante que la luna llena. En el corazón de la nebulosa permanece una estrella de neutrones girando a un ritmo increíblemente rápido (el remanente colapsado de una estrella masiva) que envía dos estrechos rayos de radio sobre la Tierra en cada giro. Los pulsos de radio similares a los de un faro han dado a la estrella el nombre de “púlsar”. Los púlsares con esferas casi perfectas hechas de neutrones y contienen más masa que el Sol en un objeto de sólo 10 km de radio.

Las ondas gravitatorias son ondulaciones en el tejido del espacio tiempo y son una consecuencia importante de la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Una estrella de neutrones perfectamente suave no generará ondas gravitatorias conforme gira, pero la situación cambia si tiene una forma distorsionada. Las ondas gravitatorias habrían sido detectables incluso si la estrella estuviese deformada sólo unos pocos metros, lo cual podría producirse debido a que su corteza semisólida está retorcida o debido que su enrome campo magnético la distorsiona.

El escenario en que las ondas gravitatorias frenan significativamente al Púlsar del Cangrejo ha sido descartado por el nuevo análisis. Usando datos temporales publicados sobre el índice de rotación del púlsar del Observatorio Jodrell Bank, los científicos de LIGO monitorizaron la estrella de neutrones desde noviembre de 2005 a agosto de 2006 y buscaron una señal de onda gravitatoria síncrona usando datos de los tres interferómetros de LIGO, los cuales se combinaron para crear un único detector altamente sensible.

El análisis no reveló signos de ondas gravitatorias. Pero, según los científicos, este resultado es importante por sí mismo debido a que proporciona información sobre el púlsar y su estructura.

“Ahora podemos decir algo definitivo sobre el papel que desempeñan las ondas gravitatorias en la dinámica del Púlsar del Cangrejo basándonos en nuestras observaciones”, dice David Reitze, profesor de física de la Universidad de Florida y portavoz de la Colaboración científica LIGO. “Esta es la primera vez que el límite de la bajada de revoluciones se ha roto para cualquier púlsar, y este resultado es un hito importante para LIGO”.

Michael Landry añade, “Estos resultados implican fuertemente que no más del 4% de pérdida de energía del púlsar es debida a la radiación gravitatoria. El resto de la pérdida debe estar ocasionado por otros mecanismos, tales como una combinación de radiación electromagnética generada por el campo magnético de rápida rotación del púlsar o la emisión de partículas de altas velocidades en la nebulosa”.

“Las estrellas de neutrones están muy calientes cuando se forman en una supernova, y se enfrían rápidamente para formar una corteza semisólida. Nuestra observación de una estrella relativamente joven como la del Cangrejo es importante debido a que demuestra que su piel, si tuvo irregularidades cuando se “congeló” por primera vez, ahora se ha convertido en bastante suave”, dice Bernard F. Schutz, director del Instituto Albert Einstein en Alemania.

Joseph Taylor, radioastrónomos ganador del Premio Nobel y profesor de física en la Universidad de Princeton, dice, “El mundo de la física ha estado esperando ansiosamente resultados científicos de LIGO. Es apasionante que ahora sepamos algo concreto sobre cómo de cerca debe estar una estrella de neutrones de ser una esfera, y hemos definido estos límites sobre la fuerza de su campo magnético interno”.


Autor: Julia Short
Fecha Original: 2 de junio de 2008
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Comments (3)

  1. Tasio

    ¿O será que las ondas gravitatorias realmente no existen?

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  3. Manlio E. Wydler

    Es natural pensar en el frenado de un pulsar e incluso hasta del frenado que el magnetismo que genera un planeta como el nuestro podría ocasionar. Todo alternador o dínamo consume fuerza mecánica para producir electricidad y estas manifestaciones cósmicas son manifestaciones en el fondo eléctricas-magnéticas.

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