El concepto de este artista muestra los dos chorros de un púlsar. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA
Un poco de "desaliño" en los datos científicos hace 50 años condujo al descubrimiento de púlsares, cuerpos estelares densos que giran rápidamente y que parecen latir en la Tierra.
La astrónoma Jocelyn Bell hizo el descubrimiento casual utilizando un vasto radiotelescopio en Cambridge, Inglaterra. Aunque fue construido para medir los parpadeos de brillo aleatorios de una categoría diferente de objetos celestes llamados quásares, el telescopio de 4.5 acres produjo marcas inesperadas en el registrador de datos de papel de Bell cada 1.33730 segundos. Los trazos de lápiz que representan el brillo de la radio revelaron un fenómeno inusual.
"Los pulsos eran tan regulares, tanto como el tic-tac de un reloj, que Bell y su supervisor Anthony Hewish no podían creer que fuera un fenómeno natural, "dijo Zaven Arzoumanian del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Una vez que encontraron un segundo, tercero y cuarto empezaron a pensar de manera diferente ".
Los objetos estelares inusuales se habían predicho anteriormente pero nunca se habían observado. Hoy dia, los científicos conocen más de 2, 000 púlsares. Estas estrellas de neutrones rotativas "faro" comienzan su vida como estrellas entre siete y 20 veces la masa de nuestro sol. Algunos giran cientos de veces por segundo, más rápido que las cuchillas de una batidora doméstica, y poseen campos magnéticos enormemente fuertes.
Las estrellas de neutrones más conocidas se observan como púlsares, emitiendo estrecho, barridos rayos de radiación. Comprimen hasta dos masas solares en un volumen del tamaño de una ciudad, triturar la materia a las densidades estables más altas posibles. Para explorar estos estados exóticos de la materia, NICER mide las emisiones de rayos X en las superficies de las estrellas de neutrones mientras giran, en última instancia, confrontando las predicciones de la teoría de la física nuclear. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA
Los avances tecnológicos del último medio siglo permitieron a los científicos estudiar estos objetos estelares compactos desde el espacio utilizando diferentes longitudes de onda de luz. especialmente aquellas mucho más energéticas que las ondas de radio recibidas por el telescopio de Cambridge. Varias misiones actuales de la NASA continúan estudiando estas balizas naturales.
Explorador de composición interior de la estrella de neutrones, o NICER, es la primera misión de la NASA dedicada al estudio de los púlsares. En un guiño al aniversario del descubrimiento de Bell, NICER observó el famoso primer púlsar, conocido hoy como PSR B1919 + 21.
NICER se lanzó a la Estación Espacial Internacional a principios de junio y comenzó las operaciones científicas el mes pasado. Sus observaciones de rayos X, la parte del espectro electromagnético en la que estas estrellas irradian tanto desde sus superficies sólidas de un millón de grados como desde sus fuertes campos magnéticos, revelarán cómo se comportan las fuerzas fundamentales de la naturaleza dentro de los núcleos de estos objetos. un entorno que no existe y no se puede reproducir en ningún otro lugar. "¿Qué hay dentro de un púlsar?" es una de las muchas preguntas de astrofísica de larga data sobre estos ultra densos, giro rápido objetos poderosamente magnéticos.
La "materia" de los púlsares es una colección de partículas familiares para los científicos de más de un siglo de estudios de laboratorio en la Tierra:neutrones, protones, electrones, y tal vez incluso sus propios electores, llamados quarks. Sin embargo, en condiciones tan extremas de presión y densidad, su comportamiento e interacciones no se comprenden bien. Nuevo, mediciones precisas, especialmente de los tamaños y masas de los púlsares se necesitan para precisar teorías.
NICER está instalado actualmente en la Estación Espacial Internacional. Esta animación de la plataforma giratoria de la carga útil indica las ubicaciones de la cámara del rastreador de estrellas de NICER, electrónica, mecanismo de fijación de la estación espacial, 56 parasoles, apuntar actuadores y guardar / desplegar actuador. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA
"Se han desarrollado muchos modelos de física nuclear para explicar cómo la composición de las estrellas de neutrones, en función de los datos disponibles y las limitaciones que ofrecen, "dijo Keith Gendreau de Goddard, el investigador principal de NICER. "La sensibilidad de NICER, La resolución de energía de rayos X y la resolución de tiempo los mejorarán midiendo con mayor precisión sus radios, a una mejora de un orden de magnitud con respecto al estado de la técnica actual ".
La misión también allanará el camino para la exploración espacial futura al ayudar a desarrollar una capacidad similar a un Sistema de Posicionamiento Global para la galaxia. El Explorador de estaciones integrado para la tecnología de navegación y sincronización de rayos X, o SEXTANTE, La demostración utilizará las observaciones de rayos X de señales de púlsar de NICER para determinar la posición exacta en órbita de NICER.
"Puede cronometrar las pulsaciones de los púlsares distribuidos en muchas direcciones alrededor de una nave espacial para averiguar dónde está el vehículo y navegarlo a cualquier lugar, "dijo Arzoumanian, quien también es el líder científico de NICER. "Así es exactamente como funciona el sistema GPS en la Tierra, con relojes precisos que vuelan en satélites en órbita ".
Los científicos han probado este método utilizando simulaciones de laboratorio y por computadora. SEXTANT demostrará la navegación basada en púlsar por primera vez en el espacio.
NICER-SEXTANT es la primera misión astrofísica dedicada al estudio de los púlsares, 50 años después de su descubrimiento. "Creo que producirá muchos más descubrimientos científicos de los que podemos anticipar ahora, —dijo Gendreau.
