07/Jun/08

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Los científicos están mucho más cerca de revelar los secretos del misterioso Púlsar del Cangrejo

Como una tapa celestial, la estrella de neutrones giratoria conocida como el Púlsar del Cangrejo está disminuyendo su velocidad, un fenómeno que los astrónomos todavía tienen que comprender completamente

Ahora, los investigadores con la Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory Scientific Collaboration -una colaboración internacional liderada por un físico de la University of Florida- han descartado la hipótesis de causa, largamente sostenida: la emisión de ondas gravitatorias.

"Podemos decir ahora de manera concluye que a lo sumo las ondas gravitatorias juegan apenas un papel menor en este fenómeno", dice David Reitze, profesor de física en Florida y portavoz de la colaboración. "Nuestras mediciones nos dicen que nada más que un 4% de la pérdida de energía del púlsar es provocada por la emisión de ondas gravitacionales".

El Púlsar del Cangrejo está ubicado en la Nebulosa del Cangrejo, uno de los objetos más famosos en el cielo. Hace mucho tiempo que los astrónomos saben que el púlsar gira unas 30 veces por segundo, y que la esa cifra está disminuyendo. Los púlsares tienen una forma casi perfecta, esferas diminutas y sumamente densas, hechos casi completamente de neutrones. El Púlsar del Cangrejo contiene más masa que el Sol, y sin embargo tiene un radio de apenas 10 kilómetros.

Los científicos han propuesto varias hipótesis para el mecanismo físico detrás del "frenado" del giro, incluyendo fenómenos tales como la asimetría en la emisión de partículas, radiación magnética bipolar, y emisión de ondas gravitacionales.

Las ondas gravitatorias son ondas en la trama del espacio y el tiempo pronosticadas por la teoría general de la relatividad de Einstein, pero nunca observadas.

La hipótesis era que el Púlsar del Cangrejo giratorio podía generar ondas gravitatorias como consecuencia de un diminuto cambio de su forma. Tal deformación podría resultar de la tensión física sobre la corteza semi-sólida del púlsar, o de su enorme campo magnético.

Los investigadores en el observatorio de ondas gravitatorias conocido como LIGO usaron la red de interferómetros del observatorio -esencialmente unos telémetros sumamente sensibles que pueden detectar movimientos muy pequeños indicativos de ondas gravitacionales- para probar esta hipótesis.

La red LIGO incluye los observatorios de Hanford, Washington, y de Livingston, Louisiana.

Cuando los científicos analizaron los datos recogidos en la región de la Nebulosa del Cangrejo, no encontraron evidencias de ondas gravitacionales, y las descartaron como una causa del el frenado del púlsar.

"El mundo de la física ha estado esperando ansiosamente los resultados científicos de LIGO", dijo Joseph Taylor, astrónomo y profesor de física en la Princeton University y que ganó el Premio Nobel por la detección indirecta de ondas gravitacionales. "Es excitante saber ahora algo concreto sobre qué tan casi esférica debe ser una estrella de neutrones, y tenemos límites precisos sobre la fuerza de su campo magnético interno".

La University of Florida ha sido participante principal en el proyecto LIGO desde 1996. Los investigadores de Florida diseñaron y desarrollaron los equipos ópticos para los interferómetros de LIGO. Estos equipos ópticos son un subsistema importante de LIGO, porque proveen la estabilidad del rayo láser usado para detectar ondas gravitacionales en los interferómetros de ultra-alta precisión.

Además de Reitze, los profesores Guido Mueller y David Tanner de la University of Florida condujeron el desarrollo y esfuerzo de construcción del subsistema óptico. Los miembros del cuerpo docente de Florida, Guenakh Mitselmakher, Sergei Klimenko y Bernard Whiting, mientras tanto, continúan jugando papeles claves en el análisis de los datos de LIGO.

"LIGO es uno de los instrumentos más sensibles jamás construidos, capaz de detectar movimientos más pequeños que el tamaño de un núcleo atómico", dijo Tanner. "Es muy interesante que incluso con un instrumento tan delicado, todavía tengamos que detectar ondas gravitacionales, aunque fueron pronosticadas por la teoría de Einstein hace más de 90 años".

LIGO es financiado por la National Science Foundation y operado conjuntamente por Caltech y el Massachusetts Institute of Technology. Participan en el proyecto más de 600 científicos de universidades de EE.UU. y otros 11 países.

"Los estallidos de ondas gravitatorias pueden ser causados por varios eventos astrofísicos, incluyendo la fusión de agujeros negros o de estrellas de neutrones", dijo Mitselmakher, un distinguido profesor de física y director del Instituto para la Física de Alta Energía y Astrofísica de la Universidad de Florida. "Se anticipa que Advanced LIGO podrá descubrir esos eventos, si su frecuencia es la pronosticada por la teoría".

El desarrollo de Advanced LIGO es financiado por la National Science Foundation, con contribuciones del Science and Technology Facilities Council del Reino Unido y el Max Planck Gessellschaft de Alemania.

Fuente: UFL. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard