Un faro del tamaño de una ciudad

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El púlsar PSR J0614-3329 da 318 vueltas por segundo. Un punto en su ecuador vuela a unos 10% de la velocidad de la luz. Visto desde fuera, la estrella parece un faro que gira tan rápido que su haz se funde en un anillo continuo. Pero el telescopio NICER, en la Estación Espacial Internacional, capta destellos individuales de luz de rayos X y, con su patrón, reconstruye la forma del cuerpo invisible.

Las manchas calientes en la superficie de la estrella son regiones calentadas por flujos de partículas hasta millones de grados. Cuando una mancha gira hacia nosotros, vemos un destello brillante; cuando se aleja, la luz se apaga. Pero la luz del lado lejano no viaja en línea recta: la gravedad curva su trayectoria, como una lente. Por eso, el destello de una mancha que ya se ocultó tras el horizonte aún puede llegarnos. Cuanto más compacta es la estrella, más fuerte es este efecto.

Los científicos probaron modelos con dos manchas circulares, dos ovaladas y tres circulares. El modelo de tres manchas explicó las observaciones mejor que los demás: su respaldo resultó ser decenas de miles de veces mayor que el de sus competidores. Para cada fotón se trazó su trayectoria en el espacio-tiempo curvo. El radio obtenido es de 9,88 a 12,77 kilómetros, con un nivel de confianza del 68%. Es menor que algunas estimaciones previas y desplaza la rigidez admisible de la materia hacia un lado más blando.

Antes, el radio de este púlsar solo se conocía de forma aproximada, y la ecuación de estado de la materia de neutrones admitía un amplio rango: desde un "resorte" hasta "plastilina". Ahora el rango se ha estrechado. Si se combina el nuevo resultado con mediciones de otros púlsares, la masa máxima de una estrella de neutrones sin rotación baja de 2,20 a 2,15 masas solares. El radio de una estrella típica de 1,4 masa solar se reduce de 12,56 a 12,44 kilómetros. Parecen centímetros, pero para la física nuclear es un cambio notable.

Cuando un faro parpadea, el marinero lo reconoce por su ritmo y calcula la distancia por su brillo. Aquí es al revés: la distancia se conoce, y por el brillo y el ritmo de los destellos se reconstruye el tamaño del faro. Cuantos más faros de este tipo se puedan medir, más precisa será el mapa de la materia superdensa. Y si el faro resulta ser más bajo de lo esperado, habrá que revisar de qué está hecho.