¿Es el púlsar explosivo 2 por 1 una farsa?

#1# 15 de septiembre de 1999: El púlsar GRO J2058+42 fue descubierto en 1995 por la doctora Colleen Wilson-Hodge del Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA. La firma del pulsar estaba enterrada entre los datos del Experimento de Fuentes Transitorias y Explosivas (BATSE), que escrutó con la esperanza de localizar fuentes regulares discretas. Hasta ahora la Wilson-Hodge ha encontrado dos fuentes de este tipo, y es ahora cuando está reexaminando sus conclusiones acerca de la primera, GRO J2058+42. Así, esta semana va a exponer su investigación durante el 5° Simposium Anual Compton de Astronomía de rayos gamma, que se celebrará en el Centro de Ciencia Espacial de la Universidad de New Hampshire, en Portsmouth, N.H. GRO J2058+42 fue apodado el pulsar 2 por 1 en 1998 porque aparentaba emitir dos destellos en cada órbita, en lugar de uno solo como los otros cuerpos de su categoría, como si aparentemente orbitara a través de un disco de materia del que su estrella compañera se estuviera desprendiendo. Se trata de un pulsar en acreción, en el que las emisiones de la estrella de neutrones proceden de la materia que se desprende probablemente de una estrella compañera, cayendo sobre la superficie del pulsar en una terrible caída gravitatoria. Igual que una uña recién golpeada con un martillo que emite un pálido brillo infrarrojo, un pulsar en acreción brillará en rayos X y rayos gamma, pero sólo cuando su superficie reciba una lluvia de materia desde el espacio. #2# “Durante los primeros 9 estallidos, observamos un patrón par-impar”, explica la Wilson-Hodge. El primer estallido observado era unas 10 veces más brillante que todos los destellos siguientes. Después de esto, el patrón varió y los estallidos impares eran unas 1,5 o 2 veces más brillantes que los estallidos pares. Esto apoyaba la teoría de que el pulsar orbitaba alrededor del disco de excreción, muy probablemente vomitado al espacio por una estrella Be de rápida rotación, (las estrellas tipo Be son estrellas azules calientes con líneas de emisión de gas probablemente eyectado. Debido a que la localización de J2058+42 es incierta, la compañera no ha sido identificada). Los destellos impares, los más fuertes, podrían estar produciéndose cerca de la compañera, donde el disco de excreción sería más grueso, mientras que los destellos pares se producirían más hacia el exterior, donde el disco sería más delgado. La Wilson hizo su descubrimiento por medio del Experimento de Fuentes Transitorias y Explosivas (BATSE), a bordo del Observatorio Compton de Rayos Gamma, y lo complementó con observaciones adicionales tomadas por el Explorador Cronométrico Rossi de Rayos Gamma. Este es uno de los 12 pulsares de rayos X en acreción conocidos sin estrella compañera visible. Desde que BATSE, un instrumento de la NASA y del Centro de Vuelo Espacial Marshall, fuera lanzado en abril de 1991 los astrofísicos han detectado 22 de los 70 púlsares conocidos (hacia febrero de 1999) y han descubierto otros 6 nuevos pulsares de rayos X. Estos púlsares en acreción no son lo mismo que los misteriosos estallidos de rayos gamma que aparentan proceder del límite del Universo, que son lo bastante energéticos para ser registrados por BATSE, pero que no suelen ser observados en el momento en que se producen. De este modo, mientras la Wilson revisaba los datos de BATSE en setiembre de 1995, encontró un estallido registrado de 140 miliCrabs (o 140/1000 veces el brillo del pulsar de la Nebulosa del Cangrejo, que los astrofísicos utilizan como referencia ). Utilizando un ordenador para extraer los datos, la Wilson descubrió que la fuente se repetía cada 198 segundos, una señal de que un objeto masivo y compacto giraba a alta velocidad. Datos posteriores establecieron un patrón regular de estallidos débiles y fuertes. Entonces GRP J2058+42 comenzó a funcionar mal. “Los estallidos se han vuelto más irregulares y débiles”, explica, “y el patrón parece haberse perdido o incluso invertido. Ahora volvemos a ser incapaces de explicar este patrón”. Parte de la incertidumbre es consecuencia del hecho de que GRO J2058+42 es tan débil que se acerca al límite de lo que BATSE puede detectar. Durante unos pocos ciclos, BATSE fue capaz de ver sólo los estallidos impares fuertes, y ninguno de los estallidos pares débiles. Durante un período de estallidos gigantes que se extendió hasta 46 días después del descubrimiento del púlsar, su rotación se aceleró de 198 a 196 segundos por rotación. GRO J2058+42 era 2 segundos más rápido. Eso es un incremento enorme, ya que los púlsares poseen la masa de nuestro Sol concentrada en una bola de unos 20 kilómetros de diámetro. “No ajustes tu reloj con este púlsar”, dijo el doctor Mark Finger, un coinvestigador de NASA/Marshall. “ La mayoría de púlsares son más regulares que cualquier reloj del mundo, pero no este”. #3# Los púlsares (estrellas de neutrones en rotación) se encuentran entre los objetos más intrigantes del cielo. Fueron descubiertos en 1965 cuando los radioastrónomos encontraron varios objetos que emitían ondas de radio con precisión cronométrica. Las fuentes pronto fueron identificadas como estrellas de neutrones en rápida rotación con intensos campos magnéticos. Mientras que los radio púlsares tienen la precisión de un reloj atómico, los púlsares en acreción son como despertadores baratos que adelantan y atrasan con facilidad (y que se van cuando menos te lo esperas). El incremento rotacional puede deberse a que GRO J2058+46 se tragó más de la materia eyectada por su estrella compañera. O podría ser un efecto observacional del movimiento del púlsar. Una pregunta más general es por qué tiene un período tan largo cuando la mayoría de púlsares tienen períodos que abarcan desde menos de 10 segundos hasta unos pocos milisegundos. Los radio púlsares tienen típicamente períodos cortos, de menos de 10 segundos, y los púlsares en acreción tienen períodos más largos, de hasta 10.000 segundos. “El cambio en el período durante el primer estallido se debió probablemente a que se depositó materia de la estrella compañera”, explica la Wilson-Hodge. “ Durante los estallidos más débiles, cuando el cambio de período es más pequeño, la reducción del período observado puede ser debido a que la estrella de neutrones se mueve hacia nosotros en su órbita, o puede ser debido a materia depositada por la compañera”. La teoría más aceptada sostiene que todos los púlsares comienzan siendo veloces, pero que los púlsares en acreción atraviesan un periodo de oscurecimiento cuando se rodean de materia que los oculta de la vista. Por medio del “efecto hélice”, la magnetosfera lanza la materia incidente en distintas direcciones, lo cuál frena la rotación del púlsar. Finalmente el campo magnético no puede continuar lanzando más materia, y acrecenta la suficiente para limpiar el campo de visión. Es entonces cuando vemos un púlsar más lento y más viejo. Lo que los estallidos realmente muestran es un punto, probablemente un polo magnético, descentrado con respecto al polo norte o sur geográfico. El material estelar se inserta a lo largo de las líneas del fuerte campo magnético, algo parecido a lo que ocurre con el propio campo magnético de la Tierra, que dirige materiales a las coronas polares para formar la aurora boreal. El punto caliente del pulsar barre el espacio por la rotación igual que un faro, de modo que parece apagarse y encenderse cada 196 segundos. El cambio en los estallidos, incluyendo el cambio en el patrón par-impar, está llevando a la Wilson-Hodge a reconsiderar la creencia inicial de que el pulsar tenía un período orbital de 110 días y que en su lugar el período es de 55 días. #4# ¿Entonces, por qué iban la compañera Be o el disco de excreción a comportarse en aparente acuerdo con el púlsar, ni aunque existiera una conexión física? “Es una buena pregunta”, contesta la Wilson-Hodge. “La respuesta puede estar en un disco inestable, o en el material que expulsa la compañera Be. Es difícil explicar por qué el período orbital parece ser el doble”. Por ahora, la Wilson-Hodge sólo tiene preguntas. “Podría tener la cortesía de volver a incrementar su brillo”, dice. “Eso sería de gran ayuda”.