Detectan una deformación microscópica en una estrella de neutrones a 4.500 años-luz de distancia

Imaginen medir el tamaño de una bacteria desde una distancia de unos 4.500 años-luz. Esta sería una medición increíble, considerando que una bacteria es tan pequeña que se requiere un microscopio para verla, y la enorme distancia que puede recorrer la luz en 4.500 años, dado que puede dar la vuelta a la Tierra más de siete veces en solo un segundo. Sin embargo, una pequeña deformación del tamaño de una bacteria, es decir, una altura adicional de unos pocos micrómetros en una dirección, es lo que se ha inferido ahora para una estrella de neutrones a una distancia de unos 4.500 años-luz.

La investigación la ha realizado el Prof. Sudip Bhattacharyya del Instituto Tata de Investigación Fundamental (TIFR), India, y se ha publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Las estrellas de neutrones son objetos cósmicos increíblemente densos. Tienen aproximadamente el tamaño de una ciudad, pero contienen más material que en el Sol, y un puñado de su material estelar pesaría más que una montaña en la Tierra. Se observa que algunas de ellas giran varios cientos de veces en un segundo, y las llamamos púlsares de milisegundos. Una ligera asimetría o deformación alrededor del eje de giro de tal estrella causaría la emisión continua de ondas gravitacionales.

Se ha inferido una deformación microscópica de una estrella de neutrones en el sistema estelar binario PSR J1023+0038. Aquí, el eje de rotación de la estrella es perpendicular al plano de la figura. La altura adicional de la estrella de neutrones en una dirección es solo de unos pocos micrómetros, del tamaño de una bacteria, la cual se ha estimado a una distancia de unos 4500 años-luz. (Foto: Sudip Bhattacharyya)

Las ondas gravitacionales, que son ondas en el espacio-tiempo, han proporcionado recientemente una nueva ventana al universo. Pero hasta ahora se han encontrado como fenómenos transitorios originados en la fusión de agujeros negros y estrellas de neutrones. Las ondas gravitatorias continuas, por ejemplo de una estrella de neutrones ligeramente deformada y girando, no han sido detectadas hasta ahora. Es posible que los instrumentos actuales no tengan la capacidad de detectar estas ondas, si la deformación es demasiado pequeña.

Sin embargo, una forma de inferir indirectamente esas ondas y de medir esta deformación es estimar la contribución de las ondas a la velocidad de giro del púlsar, lo que no era posible hasta ahora. PSR J1023+0038 es una fuente cósmica única para este propósito, porque es el único púlsar de milisegundos para el que se midieron dos velocidades de giro, en la fase de transferencia de masa de la estrella compañera y en la fase en la que no hay transferencia de masa. Utilizando estos valores, y principalmente un principio fundamental de la física, que es la conservación del momento angular, Bhattacharyya ha inferido las ondas gravitatorias continuas y ha estimado la deformación microscópica de la estrella de neutrones. (Fuente: NCYT Amazings)