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¿Por qué los púlsares de milisegundos aparecen a menudo en los cúmulos globulares? ¿Cuál es su misteriosa conexión?
En general, se cree que los púlsares de milisegundos evolucionaron a partir de sistemas binarios de rayos X de baja masa.
La teoría tradicional sostiene que los púlsares de milisegundos son antiguas estrellas de neutrones que han absorbido materia y acelerado su velocidad. En un sistema binario de este tipo, las capas externas de la estrella compañera pueden fluir hacia el disco de acreción de la estrella de neutrones, lo que puede acelerar la rotación del púlsar a cientos de veces por segundo, que es exactamente lo que observamos. Características de los púlsares de milisegundos.
Sin embargo, con el avance de la tecnología de observación, los astrónomos han descubierto que un solo modelo evolutivo no puede explicar todos los púlsares de milisegundos. Especialmente para algunos púlsares jóvenes de milisegundos que tienen intensidades de campo magnético relativamente altas, como PSR B1937+21, en estos casos los investigadores propusieron al menos dos procesos de formación diferentes. Los mecanismos específicos de estos procesos siguen siendo un misterio.
Actualmente se sabe que hay alrededor de púlsares de 130 milisegundos ubicados en cúmulos globulares.
El estudio encontró que los entornos de estos cúmulos globulares son particularmente densos, lo que significa que las posibilidades de que los púlsares capturen compañeros o interactúen con otras estrellas aumentan enormemente. Tomemos como ejemplo Terzan 5, que contiene 37 púlsares de milisegundos. Otro famoso cúmulo estelar, 47 Tucanae, también tiene 22 púlsares descubiertos. Estos prolíficos púlsares brindan a los astrónomos valiosas oportunidades para realizar más investigaciones.
Límite de velocidad de rotación del pulsar Descubierto por primera vez en 1982, el púlsar de milisegundos PSR B1937+21 gira a una velocidad de aproximadamente 641 veces por segundo, lo que lo convierte en el segundo púlsar más rápido hasta la fecha. PSR J1748-2446ad fue descubierto en 2004 y gira 716 veces por segundo, lo que lo convierte en el púlsar más rápido conocido.Los modelos actuales predicen que un púlsar colapsará cuando gira más rápido que unas 1.500 veces por segundo.
Estos fenómenos no sólo desencadenaron estudios en profundidad sobre la estructura y evolución de las estrellas de neutrones, sino que también nos hicieron repensar la relación entre la velocidad de rotación y las ondas gravitacionales. Los estudios han demostrado que los púlsares que giran más rápido de 1.000 veces por segundo perderán energía debido a la radiación gravitacional, y se espera que varios proyectos de observación actualmente en marcha arrojen más luz sobre esta perspectiva.
Detección de ondas gravitacionales mediante púlsares
Las ondas gravitacionales son una predicción importante de la teoría general de la relatividad de Einstein, que surge del movimiento a gran escala de la materia y las fluctuaciones en el universo temprano. Los púlsares que giran rápidamente tienen propiedades de reloj únicas que los convierten en candidatos ideales para estudiar las ondas gravitacionales. Se dice que al monitorear las señales emitidas por los púlsares, los científicos pueden detectar las fluctuaciones en el espacio-tiempo causadas por ondas gravitacionales.
Esta idea se remonta a finales de la década de 1970 y ha seguido desarrollándose con el tiempo.
Con la aparición de sistemas de captura de datos digitales y el uso de nuevos radiotelescopios, diversas técnicas de calibración y análisis se han vuelto cada vez más maduras, y la sensibilidad de los púlsares como detectores de ondas gravitacionales se ha mejorado muchas veces. Cada publicación de datos del proyecto NANOGrav, que comenzó en 2013, ha mostrado límites más precisos sobre el fondo de las ondas gravitacionales. En particular, en 2023, los datos recién publicados mostraron la primera evidencia del fondo de ondas gravitacionales, trayendo una vez más descubrimientos refrescantes a la comunidad astronómica.
Las características especiales de los púlsares de milisegundos los convierten en una ventana para comprender el universo. No sólo pueden detectar ondas gravitacionales, sino que también proporcionan datos valiosísimos para el estudio de la evolución estelar, exoplanetas, campos gravitacionales, etc. El descubrimiento inicial de planetas alrededor de púlsares llevó a los humanos a pensar más en la posibilidad de vida en el universo. Y a medida que nuestro conocimiento sobre ellos se profundice, ¿habrá otros misterios desconocidos del universo esperando a que los exploremos?
