Un equipo de investigadores encuentra una nueva forma de medir la masa de los púlsares

Hasta ahora, los científicos han determinado la masa de las estrellas, los planetas y las lunas mediante el estudio de sus movimientos en relación con otros más cercanos, usando la fuerza gravitacional entre los dos como base para sus cálculos. Sin embargo, en el caso de los púlsares jóvenes, los matemáticos de la Universidad de Southampton han encontrado ahora una nueva manera de medir su masa, incluso si existe una estrella por sí solo en el espacio.

“Para los púlsares, hemos sido capaces de utilizar los principios de la física nuclear, en lugar de la gravedad para resolver su masa, un avance emocionante que tiene el potencial de revolucionar la forma en que hacemos este tipo de cálculo”, dijo Wynn Ho de la Universidad de Southampton.

“Todas las medidas precisas anteriores de masas pulsares se han hecho para las estrellas que orbitan otro objeto, utilizando las mismas técnicas que se utilizaron para medir la masa de la Tierra o la Luna o descubrir los primeros planetas extrasolares. Nuestra técnica es muy diferente y se puede utilizar para los púlsares en aislamiento “, dijo Cristóbal Espinoza de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

Los pulsares emiten un haz de rotación de radiación electromagnética, que puede ser detectada por los telescopios cuando los últimos haces barren la Tierra, como la observación de un faro. Ellos son reconocidos por su ritmo increíblemente estable de rotación, pero los púlsares jóvenes ocasionalmente experimentan los llamados problemas técnicos, donde se pueden acelerar por un breve período de tiempo.

La teoría predominante es que estas fallas se presentan como un superfluido que gira rápidamente dentro de la estrella y transfiere la energía de rotación de la corteza de la estrella.

“Imagine el púlsar como un plato de sopa, como si giráramos el recipiente a una velocidad y la sopa girará más rápido. La fricción entre el interior del recipiente y su contenido, la sopa, hará que el recipiente se acelere” dijo Nils Andersson desde Southampton.

Ho, ha colaborado con Andersson, Espinoza y Danai Antonopoulou de la Universidad de Amsterdam para utilizar los nuevos datos de radio y de rayos X para desarrollar un nuevo modelo matemático que se puede utilizar para medir la masa de los púlsares que fallan. La idea se basa en una comprensión detallada de la superfluidez. La magnitud y la frecuencia de los fallos de los pulsares dependen de la cantidad de superfluido en la estrella y la movilidad de los vórtices de los superfluidos de dentro. Al combinar la información observacional con la física nuclear involucrada, se puede determinar la masa de la estrella.

Los resultados del equipo tienen implicaciones importantes para la próxima generación de telescopios de radio que se están desarrollando gracias a grandes colaboraciones internacionales, como el Square Kilometer Array. El descubrimiento y seguimiento de muchos más púlsares es uno de los objetivos científicos principales de estos proyectos.

“Nuestros resultados proporcionan un nuevo y emocionante vínculo entre el estudio de objetos astronómicos distantes y el trabajo de laboratorio, tanto de alta energía como la de física de bajas temperaturas. Es un gran ejemplo de la ciencia interdisciplinaria “, dijo Andersson.

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