La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

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El sargento que detectó un púlsar antes que los astrónomos

Posted by Carlos en agosto 29, 2007

Ya hemos hablado en alguna ocasión de los púlsares, estrellas de neutrones en rotación que constituyen una suerte de faro cósmico, emitiendo haces de radiación que nos enfocan (si tenemos la suerte de estar alienados con ellos) con precisa regularidad. El avistamiento del primer púlsar fue descrito de manera formal en la literatura científica por Antony Hewish y colaboradores en febrero de 1968, lo que más tarde le valdría el Premio Nobel al primero no sin cierta polémica, ya que el avistamiento fue realizado en la práctica por Jocelyn Bell Burnell, coautora con Hewish del artículo y que era entonces estudiante de doctorado bajo la supervisión de aquél. A esta polémica se le añaden otras anécdotas -más o menos comunes en este tipo de descubrimientos- sobre otros investigadores que pudieron haber detectado púlsares con antelación, pero que los ignoraron atribuyendo la observación a errores en el equipamiento, o a otras causas. A estas anécdotas hay que sumar una especialmente curiosa, como es que un sargento del ejército de los EE.UU. pudo no sólo haber detectado púlsares con anterioridad a Hewish et al., sino que realizó una investigación por su cuenta sobre los mismos, y tomó notas sobre las observaciones.

Crab NebulaLa historia es la de Charles Schisler, que durante el verano de 1967 servía en una estación de radar en Alaska, integrada en el Sistema de Alerta Temprana de Misiles Balísticos, y destinada a detectar cualquier señal de un ataque soviético proveniente de Siberia. El sargento Schisler detectó una tenue señal en el radar que aparecía cada día y 4 minutos más temprano cada vez. Aquí es donde entra la casualidad de que el sargento Schisler hubiera sido navegador de bombardero, y supiera que ése es un efecto que sobre el firmamento tiene la traslación de la Tierra. Armado de paciencia e interés, localizó el origen de la fuente: la Nebulosa del Cangrejo, remanente de una supernova a 6,300 años-luz de distancia, y en la que hoy sabemos que hay un púlsar. Con interés renovado, y con la casualidad adicional de que debido al propósito con el que fue construido, el sistema de radar que manejaba estaba pensado para detectar fuentes pulsantes de radiofrecuencia, el sargento Schisler confeccionó un meticuloso cuadernillo de notas con todas sus observaciones, y sólo ahora que el sistema de alerta temprana en la estación de radar en la que sirvió ha sido puesto fuera de funcionamiento, ha hecho pública la historia, ya desclasificada.

La anécdota -asumiendo su veracidad, lo que en principio no parece descabellado- no tiene en sí misma más valor que el de otras situaciones parecidas (aunque personalmente la encuentro más divertida) y además tampoco se habría anticipado en mucho (apenas unos meses) el descubrimiento formal de los púlsares. No obstante, se muestra una vez más que en la famosa formula del éxito científico -atribuida a Edison, y compuesta por una discutible proporción de transpiración e inspiración- quizás habría que hacer un hueco para una pequeña parte de serendipiedadserendipia.

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Se descubre el mecanismo que hace girar a un púlsar

Posted by Carlos en enero 8, 2007

Un púlsar es uno de los posibles destinos de las estrellas masivas. La vida de una de estas estrellas (y en general la de cualquier tipo de estrella) es una lucha continua contra la gravedad. Durante su existencia, el tamaño del astro corresponde al punto de equilibrio entre las fuerzas gravitatorias que lo comprimen, y la fuerza expansiva de las reacciones termonucleares en su interior. A medida que su combustible nuclear se agota, la gravitación comprime la estrella, lo que aumenta su temperatura, y eventualmente dispara una nueva reacción nuclear en la que el combustible es un elemento más pesado. Así, inicialmente se quema hidrógeno, luego helio, carbono, neón, oxígeno, sílice y finalmente hierro (lógicamente, no todas las estrellas cubren estas etapas; sólo las más masivas llegan al final de la secuencia). Llegados a ese punto, las reacciones nucleares cesan, y la presión gravitatoria hace que el núcleo se derrumbe sobre sí mismo, produciendo una serie de reacciones que generan elementos pesados y un excedente de energía que expulsa las capas exteriores de la estrella en una gran explosión: una supernova. Si el remanente de dicha explosión no es lo suficientemente masivo para formar un agujero negro, el resultado es una estrella de neutrones.

Diagrama de un púlsar Una estrella de neutrones en rotación en la que el eje magnético y el rotacional no estén alineados da lugar a un púlsar. A lo largo del eje magnético en rotación se emite un haz de radiación que barre el espacio, y que da lugar a un pulso electromagnético desde la perspectiva de un observador lejano convenientemente alineado con la estrella (hay un tutorial muy interesante sobre los púlsares aquí; incluye varias animaciones en java).

Más o menos se entiende el proceso por el cual el púlsar llega a emitir radiación, pero ¿por qué gira? Hasta ahora la hipótesis era que dicha rotación no era sino el resultado de la conservación del momento angular de la estrella original. Sin embargo, esto no casaba con la observación, y sólo podía dar cuenta de los púlsares más veloces. Para los púlsares más habituales, con periodos de entre 15 ms y 300 ms no había soporte teórico. Esto era así hasta hace unos días. En el número del 6 de enero de este año de Nature ha aparecido publicado un trabajo titulado

realizado por John M. Blondin y Anthony Mezzacappa, de la North Caroline State University y del Oak Ridge National Laboratory respectivamente. En este trabajo los autores proponen que la rotación es debida a una inestabilidad en la onda de choque producida en el momento de la explosión de supernova. A medida que la onda de choque se propaga por el gas en colapso se crea una asimetría que tiene el sorprendente efecto de inyectar momento angular en la proto-estrella de neutrones.

Pulsar shock wave

Si se pulsa sobre la imagen superior se podrá ver una animación (formato Quicktime) resultado de una simulación numérica realizada por los autores del trabajo en un supercomputador Cray X1E. Hay otras simulaciones en el material suplementario del artículo, disponible aquí. Un misterio menos en el Universo (o puede que no).

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