Un grupo de investigadores ha descubierto un pulsar muy poco habitual. El hallazgo es muy interesante porque forma parte de un sistema binario, junto a otra estrella de neutrones, y podría ayudar a encontrar respuesta a algunos de los grandes misterios de la astronomía. 
Hay que recordar que las estrellas de neutrones son restos estelares. Son el producto de estrellas, más masivas que el Sol, que terminaron su vida en forma de supernova. Son muy pequeñas y están compuestas por la materia más densa conocida:
El nuevo púlsar descubierto es PSR J1913+1102. Es parte de un sistema binario, en el que se encuentra junto a otra estrella de neutrones. En unos 500 millones de años, ambas chocarán, liberando mucha energía en forma de ondas gravitacionales y luz:
Lo sorprendente es que, en este caso, las dos estrellas de neutrones tienen masas muy desiguales. Para los investigadores, esto es muy útil. El estudio de estos sistemas tan desiguales podría ayudar a entender, por ejemplo, el ritmo de aceleración de la expansión del universo.
El ritmo de la aceleración de la expansión del universo es algo que ha dado mucho que hablar. Según qué método se emplee, se obtienen dos valores diferentes, cuando no debería ser así. Es algo de lo que hablé hace solo unas semanas, en este hilo:
Este sistema podría ayudar a descubrir cuál es el valor correcto. El descubrimiento ha sido posible gracias al popular radiotelescopio de Arecibo, y está muy relacionado con la detección de una colisión de estrellas de neutrones, denominado kilonova, que se produjo en 2017.
Fue un proceso tan violento que provocó la emisión de ondas gravitacionales. El evento, llamado GW170817, también fue observado con telescopios tradicionales de todo el mundo. Tuvo lugar en una galaxia a 130 millones de años-luz de la Vía Láctea:
Su detección permitió confirmar que la emisión de pequeñas ráfagas de rayos gamma se debía a este tipo de colisiones. Además, se descubrió que son lugares en los que se producen gran cantidad de algunos de los elementos más pesados del universo, como el oro (y no en supernovas).
La fusión de dos estrellas de neutrones es un proceso muy rápido y extremadamente energético. En una fracción de segundo, se liberó una cantidad de energía diez veces superior a la de todas las estrellas del universo juntas. Todo aquello fue muy estudiado con los años.
Se liberó una gran cantidad de materia y su brillo resultó sorprendente. Hasta ahora, se suponía que las estrellas de neutrones, dentro de sistemas binarios, tendrían masas muy parecidas. Por lo que este descubrimiento ha obligado a poner en duda esa suposición.
En unos 470 millones de años, colisionarán y se fusionarán. Aunque parece mucho tiempo, hay que recordar que, en la escala del universo, es apenas un suspiro. El cosmos tiene 13 800 millones de años, y se tiene una buena idea de qué sucederá:
Por la diferencia de masas, la influencia gravitacional de la más grande deformará a la estrella menos masiva. Le arrancará grandes cantidades de masa justo antes de que tenga lugar la fusión. Quizá incluso llegue a destruirla por completo, en un fenómeno muy potente.
Lo interesante de esto es que, en ese proceso, se emite una gran cantidad de material caliente. Más de lo esperado en un sistema binario de masa equivalente, por lo que la emisión de la colisión es mucho más potente de lo esperado. Pero ¿por qué debería interesarnos?
A fin de cuentas, es una colisión que tendrá lugar en casi 500 millones de años. Muchísimo tiempo desde el punto de vista de un ser humano. El descubrimiento del sistema, en realidad, permite ofrecer una explicación para lo observado en la kilonova que se produjo en 2017.
Porque los investigadores explican que GW170817 se puede explicar por otras teorías. Pero un sistema de estrellas de neutrones con dos masas muy diferentes, como han visto en el sistema que han descubierto, PSR J1913+1102, permitiría explicar lo que se observó en aquel momento.
No solo eso, los investigadores explican que, probablemente, más de 1 de cada 10 sistemas binarios de estrellas de neutrones deberían ser así, con una gran diferencia de masas entre una estrella y otra. Poder estudiarlos podría permitir estudiar mejor estos objetos.
En un entorno tan extremo, se podría obtener mucha más información sobre la materia exótica que compone las estrellas de neutrones. Si las estrellas de neutrones se ven casi destruidas, por una compañera más masiva, se podría ver, y entender, cómo es su interior.
Cómo es la materia de una estrella de neutrones, y su interior, es uno de los grandes misterios de la astronomía moderna. Es tremendamente densa y, por ahora, no se sabe de qué está compuesta. Es una densidad que no se puede reproducir en los laboratorios de la Tierra.
Si se observase este tipo de colisión (en el presente, en algún otro lugar del cosmos), la ruptura de la estrella de neutrones menos masiva también aumentaría el brillo del material expulsado durante la fusión. Por lo que se podrá detectar, como en 2017, con varios observatorios.
De esta manera, se puede estudiar un mismo fenómeno a través de medios muy diferentes. Lo que ofrece la oportunidad, por ejemplo, de realizar mediciones independientes de la constante de Hubble, para obtener otro valor para la aceleración de la expansión del universo.
Algo que nunca vendrá mal, porque, como ya vimos hace unas semanas, sigue habiendo una discrepancia importante en función de cómo se estudie. En el universo más lejano se obtiene un valor. En el universo más cercano, otro. No debería ser así (el valor debería ser igual).
Por todo lo que hemos comentado en este hilo, es evidente qué hace tan interesante este hallazgo. Por un lado, muestra que los sistemas binarios, formados por estrellas de neutrones, pueden tener masas muy diferentes entre sí. Algo que rompe con lo que se venía suponiendo.
Por otro, ofrece una explicación para la kilonova que se detectó en 2017. Plantea un escenario que a muchos investigadores les resultará muy atractivo. La posibilidad de estudiar cómo es el interior de las estrellas de neutrones, y conocer mejor la masa de la que se componen.
Finalmente, también, la posibilidad de poder llevar a cabo una medición, con otro método muy diferente, de la expansión del universo. Un tema que no es ni mucho menos anecdótico, porque podría ser una pista para descubrir que hay nueva física que todavía nos espera.
Y todo esto, simplemente, gracias a un sistema que chocará en 500 millones de años. No es interesante por lo que sucederá en ese futuro tan lejano para el ser humano. Lo es por lo que plantea en el presente, y porque permite seguir conociendo mejor las estrellas de neutrones.
Si te pica la curiosidad, el estudio es R. Ferdman, P. Freire, N. Pol et al.; "Asymmetric mass ratios for bright double neutron-star mergers". Publicado en la revista Nature el 8 de julio de 2020. Puede consultarse en la plataforma arXiv:
arxiv.org/pdf/2007.04175
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