Pulsar camaleónico asombra a los astrónomos

Utilizando un telescopio satelital de rayos X combinado con radiotelescopios terrestres, se encontró que el púlsar cambia en una media hora, más o menos, entre dos estados extremos: uno dominado por pulsos de rayos X y el otro por un patrón muy organizado de pulsos de radio

La investigación fue dirigida por el profesor Wim Hermsen del Instituto Holandés para la Investigación Espacial y la Universidad de Amsterdam y se publicará en la revista Science el 25 de enero de 2013.

Investigadores del Observatorio de Jodrell Bank, así como instituciones de todo el mundo, utilizaron observaciones simultáneas con el satélite XMM-Newton de rayos X y dos radiotelescopios, el Low Frequency Array (LOFAR) en los Países Bajos y el Giant Metrewave Telescope (GMRT) en la India para revelar este comportamiento, único hasta ahora.

Los púlsares son pequeñas estrellas giratorias del tamaño de una ciudad, a unos 20 km de diámetro. Emiten haces de radiación dirigidos en sentidos opuestos desde sus polos magnéticos. Al igual que un faro, como la estrella gira y el haz barre repetidamente a la Tierra, nosotros vemos un destello breve.

Algunos púlsares producen radiaciones en todo el espectro electromagnético, incluyendo los rayos X y las ondas de radio. A pesar de ser descubiertos más de 45 años atrás, aún no se conoce el mecanismo exacto por el cual los púlsares brillan.

Se ha sabido por algún tiempo que algunos púlsares emisores de radio cambian su comportamiento entre dos (o incluso más) estados, cambiando el patrón y la intensidad de sus impulsos de radio. El momento del cambio es, a la vez, imprevisible y repentino. También se sabe, gracias a los telescopios a bordo de satélites, que un puñado de púlsares de radio también pueden ser detectados en frecuencias de rayos X. Sin embargo, la señal de rayos X es tan débil que no se sabe nada de su variabilidad.

Para averiguar si los rayos X también pueden cambiar, los científicos estudiaron un determinado púlsar, denominado PSR B0943+10, uno de los primeros en ser descubierto. Tiene pulsos de radio que cambian a cada hora de forma y brillo, con algunos de los cambios ocurriendo dentro de aproximadamente un segundo.

El Dr Stappers Ben de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Manchester dijo: «El comportamiento de este púlsar es bastante sorprendente, es como si tuviera dos personalidades distintas. Como PSR B0943+10 es uno de los pocos púlsares conocidos que también emite rayos X, descubrir cómo se comporta esta radiación de mayor energía durante los cambios de radio podría proporcionar una nueva comprensión de la naturaleza del proceso de emisión.»

Puesto que la fuente es un débil emisor de rayos X, el equipo utilizó el más sensible telescopio de rayos X que existe, el XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, a bordo de una nave espacial que orbita la Tierra. Las observaciones se llevaron a cabo en seis sesiones separadas por aproximadamente seis horas de duración. Para identificar el momento exacto del cambio en la conducta de radio del púlsar, las observaciones de rayos X fueron rastreadas simultáneamente con dos de los más grandes telescopios de radio en el mundo, LOFAR y la GMRT.

Lo que los científicos descubrieron fue que, mientras que los rayos X, efectivamente, cambian su comportamiento al mismo tiempo que la emisión de radio, como era de esperar, en el estado en el que la señal de radio es fuerte y organizada los rayos X eran débiles, y cuando la emisión de radio pasaron a ser débiles, los rayos X fueron más brillantes.

Al comentar sobre los hallazgos del estudio, el director del proyecto, Wim Hermsen, dice: «Para nuestra sorpresa, encontramos que cuando el brillo de la emisión de radio se reduce a la mitad la emisión de rayos X se acrecienta por un factor de dos. Además, los intensos rayos X tienen un muy diferente carácter que los momentos brillantes de radio, ya que parecen ser de origen térmico y pulsar con el periodo de rotación de la estrella de neutrones».

El Dr Stappers dice que este es un descubrimiento emocionante: «Además de crecer el brillo en los rayos-X descubrimos que la emisión de rayos X también muestra pulsos, algo que no se ve cuando la emisión de radio es brillante. Esto es lo contrario de lo que habíamos esperado. He comparado los cambios en el púlsar a un camaleón. Al igual que el animal, la estrella cambia en reacción a su entorno, como por ejemplo un cambio en la temperatura.»

Geoff Wright, de la Universidad de Sussex, añade: «Nuestras observaciones sugieren fuertemente que aparece un «punto caliente» temporal cerca del polo magnético del púlsar, que se enciende y se apaga con el cambio de estado. Pero es por completo desconocido por qué un púlsar debe sufrir cambios tan drásticos e impredecibles».

El siguiente paso para los investigadores es observar otros objetos que tienen un comportamiento similar para investigar lo que ocurre con la emisión de rayos-X. A finales de este año habrá otra ronda de simultáneas de rayos X y observaciones de radio en un segundo púlsar. Estas observaciones incluyen el telescopio Lovell en el Observatorio Jodrell Bank.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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