Terzan 5 guarda en su interior estrellas neutrónicas que giran hasta 600 veces por segundo y que representan todo un tesoro para la física nuclear y la astrofísica.

Un denso cúmulo globular cercano al centro de nuestra Vía Láctea alberga a una zumbante colmena de pulsares que giran vertiginosamente cada pocos milisegundos, según informa un grupo de astrónomos que descubrió allí 21 de estos objetos utilizando el telescopio de 100 metros Robert C. Byrd Green Bank (GBT = Green Bank Telescope) del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Virginia Occidental.

Diagrama de un pulsar. Crédito: NRAO/AUI

El cúmulo, bautizado Terzan 5, ostenta ahora el récord de pulsares con un total de 24, incluyendo a tres ya conocidos anteriores a las observaciones de GBT.

“Acertamos el premio mayor cuando apuntamos a este cúmulo”, dijo Scott Ransom, un astrónomo del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Charlottesville, Virginia. “No solamente tiene un montón de pulsares (y esperamos encontrar más aún), sino que además éstos son muy interesantes. Incluyen al menos 13 sistemas binarios, dos de los cuales son eclipsantes, y los cuatro pulsares con más rápida rotación conocidos en cualquier cúmulo, dos de los cuales giran casi 600 veces por segundo, aproximadamente la misma velocidad que tiene una batidora hogareña”, agregó Ransom. Él y sus colegas informaron sobre su descubrimiento en el encuentro de la Sociedad Astronómica Americana en San Diego y en la revista on-line Science Express.

Se espera que los numerosos pulsares de este cúmulo estelar arrojen una bonanza de nueva información, no solamente sobre los propios pulsares, sino también sobre el denso ambiente estelar en el cual residen, y aún quizás sobre la física nuclear, de acuerdo a los científicos.

Por ejemplo, las mediciones preliminares indican que dos de los pulsares son más masivos que lo que permitirían algunos modelos teóricos. “Todos estos exóticos pulsares nos mantendrán ocupados por varios años en el futuro”, dijo Jason Hessels, un estudiante de doctorado de la Universidad McGill en Montreal.

Los cúmulos globulares son densas aglomeraciones que llegan a tener millones de estrellas, todas las cuales se formaron aproximadamente al mismo tiempo. Los pulsares son súper-densas estrellas neutrónicas que rotan muy rápidamente y que envían “haces de faro” de radioondas o luz visible a medida que giran. Una estrella neutrónica es lo que queda luego de que una estrella masiva estalla como una supernova al final de su vida.

Los pulsares de Terzan 5 son el producto de una historia compleja. Las estrellas del cúmulo se formaron hace unos 10 mil millones de años, dicen los astrónomos. Algunas de las más masivas de ellas estallaron luego de unos pocos millones de años y dejaron estrellas neutrónicas como remanentes.

Normalmente, estas estrellas neutrónicas no se seguirían observando como pulsares de giro rápido, sino que su rotación debería haberse enlentecido a causa del “arrastre” de sus intensos campos magnéticos, hasta que el efecto “faro” ya no fuera visible.

Sin embargo, la densa concentración de estrellas del cúmulo les dio nueva vida a los pulsares. En el corazón de un cúmulo globular, como quizás hasta un millón de estrellas pueden estar compactadas en un volumen que podría fácilmente caber entre el Sol y nuestra estrella vecina más próxima.

En ambientes tan próximos, las estrellas pueden aproximarse lo suficiente como para formar nuevos pares binarios, romper esos pares, e incluso intercambiar compañeros, como una elaborada danza de cuadrilla cósmica.

Cuando una estrella neutrónica se empareja con una “normal”, su fuerte tirón gravitatorio puede quitar material de la compañera y lanzarlo hacia la estrella neutrónica. Esto transfiere también algo de la velocidad de rotación, o momento angular, de la compañera hacia la estrella neutrónica, “reciclando” así a la misma en un vertiginoso pulsar con períodos de rotación de milisegundos. En Terzan 5, todos los pulsares descubiertos están rotando rápidamente por causa de este proceso.

Previamente, los astrónomos habían descubierto otros tres pulsares en Terzan 5, que se encuentra a unos 28.000 años luz de distancia en la dirección de la constelación de Sagitario, pero sospechaban que debía haber más. En julio de 2004, Ransom y sus colegas utilizaron el GBT y, en una observación de 6 horas, hallaron 14 nuevos pulsares, la mayor cantidad que se haya encontrado jamás en una única observación.

“Esto fue posible gracias a la gran sensibilidad del GBT y a las nuevas capacidades de nuestro procesador final”, dijo Ingrid Stairs, una profesora de la Universidad de Columbia en Vancouver. El procesador, apropiadamente denominado el pulsar grifo, fue construido en una colaboración entre NRAO y el Instituto de Tecnología de California. El mismo, que genera casi 100 gigabytes de datos por hora, permitió a los astrónomos recoger y analizar ondas de radio a lo largo de un amplio rango de frecuencias (desde 1650 hasta 2250 megahertz), lo que se agregó a la sensibilidad del sistema.

Ocho observaciones más realizadas entre julio y noviembre de 2004 descubrieron siete pulsares más en Terzan 5. Además, los datos de los astrónomos muestran evidencia de varios otros pulsares que todavía tienen que ser confirmados.

Estudios futuros sobre los pulsares de Terzan 5 ayudarán a los científicos a entender la naturaleza del cúmulo y las complejas interacciones de las estrellas en su denso núcleo. A la vez, varios de los pulsares ofrecen un rico botín de información científica.

Los científicos sospechan que uno de los pulsares, que muestra extraños eclipses en su emisión de radio, ha trocado recientemente su compañera original por otra, y que otros dos tienen compañeras enanas blancas que se cree podían haber sido producidas por la colisión de una estrella neutrónica y de una gigante roja.

Radiotelescopio Robert C. Byrd en Green Bank. Crédito: NRAO/AUI

Algunos efectos sutiles observados en estos dos sistemas pueden ser explicados por la Teoría General de la Relatividad de Einstein, e indican que las estrellas neutrónicas son más masivas que lo que permiten algunas teorías. El material de una estrella neutrónica es tan denso como el de un núcleo atómico, así que el hecho tiene implicaciones tanto para la física nuclear como para la astrofísica.

“El hallazgo de estos pulsares ha sido extremadamente emocionante, pero las cosas recién han comenzado”, dijo Ransom. “Ahora podremos empezar a utilizarlos como un rico y valioso laboratorio cósmico”, agregó.

Además de Ransom, Hessels y Stairs, el equipo de investigación incluyó a Paulo Freire del Observatorio de Arecibo en Puerto Rico, a Fernando Camilo de la Universidad de Columbia, a Victoria Kaspi de la Universidad de McGill, y a David Kaplan del Instituto de Tecnología de Massachusetts.

El Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO = National Radio Astronomy Observatory) es una instalación de la Fundación Nacional de Ciencias, operado por acuerdo cooperativo por Universidades Asociadas S.A.. La investigación de los pulsares fue apoyada también por la Fundación para la Innovación, la Ciencia y la Investigación Ingenieril de Canadá, la Fundación para la Investigación de la Naturaleza y de la Tecnología de Québec, el Instituto Canadiense para la Investigación Avanzada, el Programa de Investigación de Canadá, y la Fundación Nacional de Ciencias.

---

Web Site: Universe Today
Artículo: “Cluster Filled with Pulsars”
Fecha: Enero 13, 2005

---

Para Astroseti.org: Heber Rizzo Baladán

---