Astrónomos detectan el púlsar más brillante jamás visto fuera de nuestra galaxia

Un objeto luminoso que antes se pensaba era una galaxia lejana terminó siendo identificado como el púlsar más brillante jamás observado fuera de la Vía Láctea.

Interpretación artística de un púlsar, que es como un faro, ya que su luz aparece en pulsos regulares a medida que gira. Los púlsares son remanentes densos de estrellas explotadas y son parte de una clase de objetos llamados estrellas de neutrones. Crédito: SA/JPL-Caltech.

Los púlsares son estrellas de neutrones increíblemente densas que emiten haces de radiación electromagnética desde sus polos. Debido a la forma en que estos objetos giran rápidamente, sus emisiones de alta energía aparecen como pulsos cortos y periódicos cuando se observan desde cualquier otro lugar del espacio —como un faro cósmico que se vislumbra intermitentemente desde lejos—.

Desde su descubrimiento en la década de 1960 por la astrofísica irlandesa Jocelyn Bell, se han detectado más de 2.000 púlsares, pero la gran mayoría de estos objetos brillantes y giratorios se encuentran dentro de nuestra propia galaxia.

El púlsar recién encontrado, llamado PSR J0523−7125, representa el descubrimiento mucho más raro de un púlsar extragaláctico, ubicado mucho más allá de los límites de la Vía Láctea, en este caso dentro de la Gran Nube de Magallanes.

Buscando con gafas de sol

PSR J0523−7125 fue descubierto por científicos que utilizaron el conjunto de radiotelescopios Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) en Australia, y el hallazgo fue posible gracias al estudio del cielo en busca de emisiones de púlsares polarizados, una técnica que los investigadores comparan con el equivalente astronómico de usar gafas de sol polarizadas.

«Fue una sorpresa increíble», contó el astrofísico Yuanming Wang del CSIRO de Australia, candidato a doctorado en la Universidad de Sídney y primer autor de un nuevo estudio. «No esperaba encontrar un nuevo púlsar, y mucho menos el más brillante. Pero con los nuevos telescopios a los que ahora tenemos acceso, como ASKAP y sus “gafas de sol”, realmente es posible».

Izquierda: PSR J0523−7125 oscurecido por otras fuentes de luz en datos no polarizados. Derecha: el púlsar visto a través de luz polarizada. Crédito: Yuanming Wang.

Según los investigadores, PSR J0523−7125 es aproximadamente 10 veces más luminoso que cualquier otro púlsar extragaláctico observado anteriormente. Entonces, ¿por qué pasó desapercibido hasta ahora?

La respuesta tiene que ver con cómo se detectan los púlsares. Tradicionalmente, los procedimientos de búsqueda de púlsares buscan pulsos periódicos —el efecto de parpadeo similar a un faro cuando el púlsar emite radiación en ráfagas cortas y observables—. Pero los astrónomos tienen que recurrir a otros métodos para detectar púlsares más escurridizos que demuestran una periodicidad menos predecible u otras características ambiguas en su luz emitida.

«Los púlsares anormales, como los sistemas binarios de período orbital corto o los objetos fuertemente dispersos, son más difíciles de identificar», escriben los investigadores en su nuevo artículo.

Los vectores del campo eléctrico de una onda electromagnética viajera polarizada circularmente.

En casos como este, una posible solución es buscar signos de luz polarizada circularmente emitida por los objetos —una polarización en la que el campo eléctrico de la onda de paso no cambia la fuerza, sino solo de dirección de una manera rotativa—. Hasta la fecha, solo se han realizado un par de estudios a gran escala que pueden captar este tipo de emisión, y uno de ellos lo realiza la matriz ASKAP.

Pronto más

Aquí es donde entra en juego un proyecto de sondeo llamado VAST, los investigadores filtraron los datos de ASKAP en busca de fuentes variables y transitorias de fenómenos emisores de luz. Identificaron PSR J0523−7125 como un púlsar, lo que confirma el descubrimiento con observaciones de seguimiento del radiotelescopio Sudafricano MeerKAT y el Observatorio Parkes de CSIRO en Australia.

«Deberíamos esperar encontrar más púlsares usando esta técnica», explicó la autora principal y astrofísica Tara Murphy de la Universidad de Sídney. «Esta es la primera vez que hemos podido buscar la polarización de un púlsar de manera sistemática y rutinaria».

Según los investigadores, PSR J0523−7125 supera los límites teóricos previos de luminosidad de cómo se puede esperar que los púlsares brillantes en la Gran Nube de Magallanes sean, mostrando que su brillo está a la par con los objetos vistos dentro de la Vía Láctea.

Si bien los púlsares extragalácticos siguen siendo una rareza relativa, nuestra capacidad para descubrirlos  solo debería aumentar a partir de este punto, gracias a la creciente disponibilidad de sondeos continuos de radio a gran escala y futuros telescopios, como el próximo proyecto Square Kilometer Array que se está construyendo en Sudáfrica.

«Con instrumentos mejorados en la era del Square Kilometre Array, los grandes campos de visión instantáneos y la gran sensibilidad serán aún más comunes, lo que conducirá a la detección de un gran número de fuentes de radio en el cielo», señalaron los investigadores.

«Los radiotelescopios mejorados de próxima generación y el número cada vez mayor de estudios de longitud de onda múltiple a gran escala traerán grandes cantidades de datos con gran sensibilidad y resolución, lo que nos brindará una oportunidad sin precedentes para identificar más púlsares (incluso para púlsares extragalácticos más lejanos que las Nubes de Magallanes)», concluyeron.

Los hallazgos han sido publicados en The Astronomical Journal.

Fuente: TAJ/SciAl. Edición: MP.