glitch de púlsar

De noche, el faro sobre la roca no se apaga, pero a veces el farero baja las cortinas de la lámpara. La luz sigue ahí, solo que hay menos. Algo parecido le ocurrió al púlsar de rayos X 4U 0114+65: no desapareció, solo atenuó su emisión. Un púlsar es una estrella de neutrones que captura materia de una estrella vecina y emite pulsos de rayos X con cada rotación.

Un receptor de radio sintonizado a una estación de repente comienza a captar otra, porque alguien invisible está girando la perilla de sintonización.

Es como un récord en una carrera de velocidad: para batirlo necesitas una carrera perfecta. Pero los púlsares sub-milisegundo púlsares tienen una carrera demasiado corta. El púlsar más rápido conocido, PSR J1748-2446ad, da 716 vueltas por segundo, más rápido que una batidora de cocina.

El púlsar PSR J1637−4642 se asemeja a un tambor con una matraca: gira a gran velocidad y cada destello de emisión de radio es un chasquido que marca el tiempo. Durante nueve años y medio, los astrónomos escucharon ese ritmo con el telescopio de 64 metros Murriyang en Australia, sin detectar ni un solo fallo.

Un faro no parpadea de manera uniforme, sino con impulsos brillantes y cortos. La estrella de neutrones en el sistema 4U 1323-62 es un faro de este tipo en el rango de los rayos X. Atrae gas de su estrella vecina y, cuando se acumula suficiente materia en su superficie, se produce una explosión termonuclear: un destello de rayos X.

En un sistema estelar binario, una estrella arranca materia de su compañera. Durante siglos, esta materia se acumula en la superficie de la estrella de neutrones, un remanente superdenso de una estrella que ha muerto. Este proceso, conocido como acreción, suele desarrollarse de manera gradual.

Un cúmulo globular —un denso enjambre de cientos de miles de estrellas— atraviesa la galaxia como una bala perfora el agua. En materia oscura ordinaria (esa masa invisible que mantiene unidas a las galaxias), debería perder velocidad rápidamente debido a la fricción dinámica.

89 milisegundos. Eso dura la avalancha de vórtices que acelera bruscamente la rotación del púlsar Vela — uno de los púlsares más famosos por sus glitches. Los púlsares son estrellas de neutrones que giran a gran velocidad, nacidas del colapso de supernovas.

Una peonza que da cien vueltas por segundo de repente empieza a perder velocidad bruscamente, mucho más rápido que cualquier peonza conocida. Así se comporta el púlsar J0435+3233. Es una estrella muerta, comprimida hasta el tamaño de una ciudad, pero girando a una velocidad vertiginosa.

Durante más de un siglo, los astrónomos se han devanado los sesos con el caprichoso comportamiento de las estrellas de tipo RR Lyrae: su brillo crece y decrece periódicamente con una amplitud impredecible, como un faro con un mecanismo estropeado. El efecto Blazhko, descubierto en 1907, desafió a los científicos durante décadas.

Los detectores de ondas gravitacionales son como micrófonos sensibles que escuchan el susurro de catástrofes lejanas. Pero de vez en cuando irrumpe un chasquido agudo —una interferencia breve llamada glitch—.

En el cúmulo globular Terzan 5 se esconde el sistema binario IGR J17480-2446. Uno de sus miembros es una estrella de neutrones que se comporta de manera extraña. Gira a solo 11 hercios (11 revoluciones por segundo) y tras un estallido se enfría sospechosamente lento.

Un péndulo oscila por sí solo, pero a veces de repente comienza a balancearse con tanta fuerza que casi se desprende de su soporte. Algo así hace la enana blanca GD 1212, una estrella del tamaño de la Tierra pero con una masa casi como la del Sol. Normalmente pulsa con un período de unos 1100 segundos, como si respirara: su brillo cambia rítmicamente debido a ondas que viajan en su interior.

En los discos de acreción que rodean los núcleos de galaxias activas — los cuásares, descubiertos por Maarten Schmidt en los lejanos años sesenta — bulle un río de gas y polvo incandescentes. En sus remansos, donde se calman los flujos turbulentos, contra todo pronóstico, nacen planetas.

Un radiotelescopio no es simplemente una antena, sino una máquina computacional que construye imágenes a partir de millones de ecuaciones. Este prisma matemático es tan frágil como el vidrio: un solo dígito incorrecto en la calibración y el cielo real se desdobla, generando fuentes fantasmales.

Desde su descubrimiento en 2007, los estallidos rápidos de radio (FRB) provocan a los astrofísicos con su naturaleza esquiva. Estas señales de milisegundos provienen de lejanas galaxias y transportan una energía colosal: en un instante emiten tanta como el Sol en un mes.

En los centros de las galaxias, donde los agujeros negros supermasivos dormitan rodeados de enjambres estelares, a veces se encienden fuegos de fuerza monstruosa: las disrupciones por marea. Pero algunos de estos eventos se comportan de manera extraña: se repiten una y otra vez, y cada nuevo encendido es más tenue que el anterior.

Cada partícula cuántica tiene espín — una propiedad magnética interna, como una diminuta flecha. En el experimento, un haz de tales partículas, al pasar por un imán, se divide en dos partes — como una moneda que sale cara o cruz. Así se comportan partículas como el átomo de hidrógeno.

Una peonza del tamaño de una ciudad, que pesa más que el Sol y da cientos de vueltas por segundo. Eso es una estrella de neutrones: el resto de una estrella que explotó. A veces, su rotación se acelera de repente, como si algo en su interior cambiara de estado. Los astrónomos llaman a estos saltos glitches y sospechan que los culpables son vórtices invisibles en el relleno superfluido de la estrella.

Una peonza que gira y a la vez se bambolea ligeramente: así es, según los astrónomos, el comportamiento de la estrella de neutrones en el sistema binario Hércules X-1. Completa una vuelta sobre su eje en un segundo, pero su eje describe lentamente un cono con un periodo de 35 días.

Cuando una sopa caliente se enfría, aparecen grumos en la superficie; de manera similar, el universo temprano, al enfriarse, generaba filamentos de energía: las cuerdas cósmicas. Algunas se asemejan a una goma elástica tensada: mientras está intacta, es estable. Pero si cortas la goma, se rompe.

Una estrella de neutrones es un trompo con la masa del Sol, comprimido al tamaño de una ciudad. Nace en el fuego de una supernova y normalmente solo frena su rotación. Pero a veces, sin razón aparente, de repente acelera: ese tirón se llama glitch.

En el corazón del cúmulo de galaxias de Ofiuco flota una burbuja de plasma caliente del tamaño de varias galaxias. Asciende como un globo aerostático gigante en la atmósfera, y detrás deja una estela: una región donde el gas se pone en movimiento.

Cuando un núcleo atómico pesado se rompe, no se divide en dos mitades uniformes. Primero aparecen dos fragmentos con forma de pera, presionados uno contra otro por sus extremos estrechos. Luego, el punto de unión comienza a aplanarse, como si dos gotas se fusionaran y la superficie se nivelara rápidamente.

En los cúmulos globulares —enjambres densos de cientos de miles de estrellas— se esconden púlsares de milisegundos. Son estrellas muertas que giran a una velocidad vertiginosa: una vuelta cada pocos milisegundos, como una batidora de cocina a máxima potencia.

En 2017, el detector IceCube captó un neutrino de la galaxia lejana TXS 0506+056. Es como oír un timbre al otro lado del océano: la señal llegó de donde nacen las partículas más energéticas del universo. Junto con el neutrino, los astrónomos observaron un destello de rayos gamma y, dos o tres años después, ondas de radio. ¿Por qué se retrasó la radio?

Un agujero de gusano es un túnel hipotético que acorta el camino entre rincones distantes del Universo, como una burbuja estirada entre dos puntos. Para que las paredes de la burbuja no se colapsen, se necesita una película especial: materia con presión negativa, parecida a la energía oscura.

Un agujero negro puede atormentar a una estrella durante años, en lugar de desgarrarla de inmediato. Las fuerzas de marea ocurren cuando la gravedad del agujero estira la estrella: el lado cercano es atraído con más fuerza que el lejano. Normalmente, al acercarse demasiado, la estrella se destruye al instante: esto es una disrupción por marea.

El protón no es una bolita sólida, sino una nube burbujeante de quarks y gluones. Cada partícula lleva su pedacito de giro, pero si sumas todos los pedacitos, no obtienes todo el espín del protón. Parte del giro parece esconderse en los habitantes más lentos de la nube: aquellos que llevan solo una diminuta fracción del movimiento total.

En la densa esfera de cientos de miles de estrellas que llamamos cúmulo globular, los radiotelescopios han captado un ritmo débil pero muy nítido. Cada 2,45 milisegundos —es decir, 408 pulsos por segundo— llega un pulso de radio.

El neutrón, una partícula dentro del núcleo atómico, puede vivir en dos mundos: el nuestro y el especular. En el mundo espejo existe su gemelo, invisible para nuestros instrumentos. Si un neutrón ordinario saltara a veces al mundo espejo y volviera, una parte de los neutrones en una trampa se disolvería como en el aire.

En 2019, los detectores de ondas gravitacionales captaron una señal de la fusión de objetos lejanos. Uno de ellos era un agujero negro de 23 masas solares. El segundo pesaba solo 2,5 masas solares, y eso es extraño. Normalmente, las estrellas de neutrones no superan las dos masas solares: con más masa se comprimen hasta convertirse en agujero negro.

Un blázar es una galaxia lejana desde cuyo centro surge un chorro de plasma dirigido casi directamente hacia nosotros. Dentro de ese chorro, las partículas se aceleran hasta velocidades cercanas a la de la luz y emiten una radiación potente.

En el centro de la galaxia J2344, hace cinco años un agujero negro desgarró una estrella, y ahora allí hierve gas incandescente, una «olla cósmica». Cada 12 horas emergen gigantescas burbujas de rayos X, y en su ascenso aparecen salpicaduras supercalientes que duran de 5 a 30 minutos.

En una densa nube de gas donde se está formando una estrella más pesada que el Sol, hay una diminuta fuente de ondas de radio. Funciona como un láser: las moléculas de metanol amplifican la radiación y vemos un punto brillante. Pero ese punto se comporta de manera extraña: su brillo sube y baja en cuestión de horas.

El púlsar de la Nebulosa del Cangrejo parpadea como un faro: cada 33 milisegundos emite un pulso de radio, y así, con la precisión de un reloj atómico. Pero a veces su rotación se desvía: la estrella de repente se acelera un poco, como si algo girara en su interior.

Junto a una estrella común, los astrónomos encontraron a un auténtico peso pesado: una estrella de neutrones con 2,35 masas solares. Es más masiva que cualquier otra con mediciones precisas. Estos objetos nacen cuando una estrella explota como supernova y su núcleo se comprime hasta una esfera del tamaño de una ciudad.

El estallido de rayos gamma 230307A apareció en el cielo como un trueno: en segundos liberó más energía que el Sol en miles de millones de años. Tres detectores, GECAM-B, GECAM-C y Fermi/GBM, miraban en ese momento hacia la dirección correcta. Entre el caos de fotones gamma, un instrumento registró un ritmo durante 160 milisegundos: 909 pulsos por segundo.