Un equipo internacional ha descubierto un exótico objeto doble formado por una pequeña, pero inusualmente pesada, estrella de neutrones que gira 25 veces por segundo sobre sí misma a la cual la órbita una estrella enana blanca que tan solo emplea dos horas y media completar una órbita. La estrella de neutrones es un púlsar que emite ondas de radio que pueden ser captadas desde la Tierra por los diferentes radiotelescopios. Al margen del interés que esta pareja genera por sí misma, se trata además de un laboratorio único para poner a prueba los límites de la teoría de la gravedad de Einstein -la relatividad general- de una forma imposible hasta el momento.
El pulsar PSR J0348+0432 es en realidad los restos de una explosión de supernova y es dos veces más pesado que el Sol, aunque tan solo mide 20 kilómetros de diámetro, aunque la gravedad en su superficie es más de 300.000 millones de veces más fuerte que la de la Tierra, cada centímetro cubico de este cadáver estelar pesa más de mil millones de toneladas. Su compañera, la estrella enana blanca, es un poco menos exótica, aunque también es el cadáver de otra estrella, esta era mucho más ligera, durante su muerte, fue perdiendo todas sus capas exteriores, dejando atrás un núcleo que se está enfriando lentamente.
"Estaba observando el sistema con el Very Large Telescope de ESO, buscando cambios en la luz emitida por la enana blanca causados por su movimiento alrededor del púlsar", señalo John Antoniadis, un estudiante de doctorado del Instituto Max Planck de radioastronomía (MPIfR) en Bonn, y autor principal del artículo. "Un rápido análisis inmediato me hizo ver que el púlsar era muy pesado. Tiene el doble de la masa del Sol, lo que lo convierte en la estrella de neutrones más masiva conocida hasta el momento y, al mismo tiempo, en un excelente laboratorio de física fundamental".
La teoría de la relatividad general de Einstein, que explica la gravedad como una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo creada por la presencia de masa y energía, ha superado todas las pruebas desde que fue publicada por primera vez hace casi cien años.
De momento, los físicos han concebido otras teorías para explicar que es la gravedad en las que hacen predicciones diferentes a las planteadas por la relatividad general. Para algunas de estas alternativas, esas diferencias solo se mostrarían en campos gravitatorios extremadamente fuertes que no pueden encontrarse en el Sistema Solar. En términos de gravedad, PSR J0348+0432 es un objeto verdaderamente extremo, incluso comparado con los otros púlsares que han sido utilizados en estudios que ponían a prueba la relatividad general de Einstein. En este tipo de campos gravitatorios tan fuertes, un pequeño aumento en la masa podría desencadenar grandes cambios en el espacio-tiempo que rodea a estos objetos. Hasta ahora, los astrónomos no tenían ni idea de qué podría pasar en un entorno en el que se encontrasen estrellas de neutrones tan masivas como PSR J0348+0432, por lo que se trata de una oportunidad única para llevar a cabo pruebas en un campo inexplorado.
El equipo combinó diferentes observaciones de la estrella enana blanca llevadas a cabo con el Very Large Telescope con otras mediciones extremadamente precisas del púlsar obtenidas con diferentes radiotelescopios de todo el mundo. A manida que esta pareja gira una alrededor de la otra, generan ondas gravitacionales y pierden energía, lo que provoca que el periodo orbital cambie ligeramente. Las predicciones realizadas sobre este cambio hechas por la relatividad general y otras teorías muestran diferentes resultados.
"Nuestras observaciones en radio eran tan precisas que ya hemos podido medir un cambio en el periodo orbital de 8 millonésimas de segundo por año, exactamente lo que predice la teoría de Einstein", afirma Paulo Freire, otro miembro del equipo.
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