Un pulsar superpesado desafía la teoría de Einstein

Los objetos más densos del universo tienen un nuevo campeón de pesos pesados: un pulsar tan pequeño que casi podría caber en la isla de Manhattan, pero con un peso de 2,04 veces la masa del sol. Este pulsar podría ser usado para ayudar a probar la teoría de Einstein sobre la relatividad general, pero, a la vez, su misma existencia podría poner en peligro la teoría.

Los púlsares son cadáveres estelares que gira rápidos sobre sí mismos, y como un faro, barren el cielo con usu luz de ondas de radio. Los púlsares más rápidos están ubicados en sistemas binarios junto a otros objetos, como una estrella o una enana blanca. El púlsar acelera su espín al robarle material a su compañera. Este disposición puede continuar durante miles de millones de años antes de que ambos objetos choquen y se fusionen.

De acuerdo con la teoría de Einstein, de la relatividad general, que describe cómo funciona la gravedad, los dos cuerpos extienden su fuertes ondas en el espacio-tiempo (las ondas gravitacionales), en una espiral hacia al otro. Aunque las ondas gravitacionales no se observan directamente, tenemos una fuerte evidencia de que existen. El estudio de los púlsares de sistemas binarios puede ser una buena manera de observar y comprobar que las predicciones de la relatividad general son verdaderas
Pongamos el J0348+0432, un recién incorporado pulsar, como de los más pesados registrados hasta ahora. Este pulsar se presentó en un estudio ciego, realizado con el Telescopio Green Bank, en Virginia, en ese tiempo el telescopio estuvo cerrado parcialmente por reparaciones. Durante meses, el plato de 100 metros de ancho no podía ser dirigido.
“El telescopio sólo podría apuntar hacia arriba y dejarlo a la deriva mirando al cielo, por lo que pensamos ¿por qué no? Y lo dejamos así recogiendo datos” dice Victoria Kaspi, de la Universidad McGill en Montreal, Canadá, que presentó el nuevo descubrimiento en una Conferencia de Astrofísica Teórica del Smithsoniano en Harvard, en Cambridge, Massachusetts.
Un peso pesado
Ella y sus colegas identificaron el pulsar por los pulsos de radio que emitía cada 39 milisegundos. Se encuentra en una apretada órbita binaria con una enana blanca, un tipo menos denso de cadáver estelar, que pesa 0,172 veces la masa del sol. La comparación de la forma de balanceo de ambos objetos sobre sus órbitas permitió al equipo calcular la masa del propio púlsar, dando una cifra sin precedentes: 2,04 veces la masa del sol. El récord anterior estaba en 1,97 masas solares.
Este par se encuentra a examen para comprobar la disparidad de masa entre el pulsar y la enana blanca, señala Kaspi. Algunas teorías alternativas a la gravedad podrían hacerse cargo del asunto si la relatividad general resultase ser errónea, la estrella de neutrones podría tener efectos gravitacionales en marcha desde su interior que la enana blanca no tendría. Estos efectos podrían deformar la gravedad y emitir ondas gravitacionales adicionales, haciendo que la distancia entre ambos objetos se redujese aún más rápido, un efecto que los astrónomos han podido observar, incluso sin ver las ondas gravitatorias directamente.
“Podemos empezar a constreñir la gravedad en un régimen completamente nuevo”, comentó Kaspi.
Pero el añadido extra del pulsar podría ser un problema para la misma teoría relatividad general. Los púlsares empaquetan las masas similares al Sol en una bola de no más de 20 a 24 kilómetros de diámetro. Las teorías de cómo colapsan los átomos en estos espacios tan reducidos predicen que las estrellas de neutrones no pueden hacerse mucho más pesadas que el doble de la masa del Sol, o se verían forzadas a colapsar en un agujero negro.
“Si la titular de este récord resulta estar significativamente por encima de las 2 masas solares, vamos a tener que volver a rediseñarlo … y pensamos con mayor probabilidad en las modificaciones que afectan a la relatividad general”, dice Feryal Ozel de la Universidad Estatal de Arizona en Tucson. Ozel está esperando a que las incertidumbres sobre la masa del nuevo pulsar se concreten cuanto antes, aunque “2,04 masas solares llega al punto en que tendríamos que revisar todo”.