Crédito de imagen: NASA
Es posible que la velocidad de rotación de los púlsares esté limitada por la radiación gravitacional según los nuevos datos recopilados por Rossi X-ray Timing Explorer de la NASA, un fenómeno predicho por Albert Einstein. Los científicos creen que a medida que un púlsar se acelera, se aplana, y las distorsiones en su forma hacen que emane ondas de gravedad que evitan que gire tan rápido que se separa.
La radiación gravitacional, ondas en el tejido del espacio predicho por Albert Einstein, puede servir como un ejecutor del tráfico cósmico, protegiendo a los pulsares imprudentes de girar demasiado rápido y explotar, según un informe publicado en la edición del 3 de julio de Nature.
Los Pulsars, las estrellas giratorias más rápidas del Universo, son los restos centrales de las estrellas explotadas, que contienen la masa de nuestro Sol comprimida en una esfera de aproximadamente 10 millas de diámetro. Algunos púlsares ganan velocidad al extraer gas de una estrella vecina, alcanzando velocidades de giro de casi una revolución por milisegundo, o casi un 20 por ciento de velocidad de la luz. Estos púlsares de "milisegundos" se volarían si ganaran mucha más velocidad.
Usando el Rossi X-ray Timing Explorer de la NASA, los científicos han encontrado un límite a la velocidad con la que un púlsar gira y especulan que la causa es la radiación gravitacional: cuanto más rápido gira un púlsar, más radiación gravitacional podría liberar, ya que su exquisita forma esférica se vuelve ligeramente deformado. Esto puede restringir la rotación del púlsar y salvarlo de la destrucción.
"La naturaleza ha establecido un límite de velocidad para los giros de púlsar", dijo el profesor Deepto Chakrabarty, del Instituto de Tecnología de Massachusetts, autor principal del artículo de la revista. “Al igual que los automóviles que circulan por una autopista, los púlsares que giran más rápido técnicamente podrían ir dos veces más rápido, pero algo los detiene antes de que se separen. Puede ser la radiación gravitacional que impide que los púlsares se destruyan a sí mismos ".
Los coautores de Chakrabarty son los Dres. Edward Morgan, Michael Muno y Duncan Galloway del MIT; Rudy Wijnands, Universidad de St. Andrews, Escocia; Michiel van der Klis, Universidad de Amsterdam; y Craig Markwardt, Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Wijnands también lidera una segunda carta de Nature que complementa este hallazgo.
Las ondas gravitacionales, análogas a las olas sobre un océano, son ondas en el espacio-tiempo de cuatro dimensiones. Estas ondas exóticas, predichas por la teoría de la relatividad de Einstein, son producidas por objetos masivos en movimiento y aún no se han detectado directamente.
Creado en una explosión estelar, un púlsar nace girando, tal vez 30 veces por segundo, y se ralentiza durante millones de años. Sin embargo, si el púlsar denso, con su fuerte potencial gravitatorio, está en un sistema binario, puede extraer material de su estrella compañera. Esta afluencia puede hacer girar el púlsar al rango de milisegundos, girando cientos de veces por segundo.
En algunos púlsares, el material acumulado en la superficie ocasionalmente se consume en una explosión termonuclear masiva, que emite una explosión de luz de rayos X que dura solo unos segundos. En esta furia se encuentra una breve oportunidad para medir el giro de los púlsares débiles. Los científicos informan en Nature que un tipo de parpadeo encontrado en estas explosiones de rayos X, llamadas "oscilaciones de estallido", sirve como una medida directa de la velocidad de giro del púlsar. Al estudiar las oscilaciones de estallido de 11 púlsares, no encontraron que ninguno gire más rápido que 619 veces por segundo.
El Rossi Explorer es capaz de detectar pulsaciones que giran tan rápido como 4.000 veces por segundo. Se pronostica que la ruptura de Pulsar ocurrirá a 1,000 a 3,000 revoluciones por segundo. Sin embargo, los científicos no han encontrado ninguno tan rápido. > Del análisis estadístico de 11 púlsares, concluyeron que la velocidad máxima vista en la naturaleza debe estar por debajo de 760 revoluciones por segundo.
Esta observación apoya la teoría de un mecanismo de retroalimentación que involucra la radiación gravitacional que limita las velocidades del púlsar, propuesta por el profesor Lars Bildsten de la Universidad de California, Santa Bárbara. A medida que el púlsar aumenta la velocidad a través de la acumulación, cualquier ligera distorsión en la densa corteza de metal cristalino de media milla de espesor de la estrella permitirá que el púlsar irradie ondas gravitacionales. (Imagine una pelota de rugby oblonga y giratoria en el agua, lo que causaría más ondas que una pelota de baloncesto esférica giratoria). Finalmente, se alcanza una velocidad de rotación de equilibrio donde el movimiento angular que se desprende emitiendo radiación gravitacional coincide con el momento angular que se agrega al púlsar Su estrella compañera.
Bildsten dijo que los púlsares crecientes de milisegundos podrían eventualmente estudiarse con mayor detalle de una manera completamente nueva, a través de la detección directa de su radiación gravitacional. LIGO, el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser que ahora está en funcionamiento en Hanford, Washington y en Livingston, Luisiana, eventualmente será ajustable a la frecuencia a la que se espera que los púlsares de milisegundos emitan ondas gravitacionales.
"Las ondas son sutiles, alteran el espacio-tiempo y la distancia entre objetos tan distantes como la Tierra y la Luna en mucho menos que el ancho de un átomo", dijo el profesor Barry Barish, del Instituto de Tecnología de California, director de LIGO. “Como tal, la radiación gravitacional aún no se ha detectado directamente. Esperamos cambiar eso pronto ”.
Fuente original: Comunicado de prensa de la NASA
