Los pulsos de rayos gamma desvelan los secretos de un púlsar extremo de milisegundos

Autor: Uliana S

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La imagen fue creada con la ayuda de la IA.

En las profundidades del cosmos, a unos 3900 años luz de la Tierra, gira uno de los objetos más inusuales conocidos por los astrónomos. Se trata del púlsar de milisegundos PSR J0435+3233, una estrella de neutrones que completa una rotación en tan solo 3,2 milisegundos. Recientemente, un equipo internacional de científicos, analizando datos del telescopio Fermi, descubrió que este púlsar emite rayos gamma de forma estrictamente periódica, lo que lo convierte en un ejemplo raro entre objetos similares.

El descubrimiento comenzó con observaciones de radio. En 2026, el radiotelescopio chino FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) registró por primera vez señales del PSR J0435+3233. El púlsar resultó ser parte de un sistema binario y atrajo inmediatamente la atención por sus características extremas. Su período de derivada —la velocidad de desaceleración de su rotación— resultó ser dos órdenes de magnitud mayor que el de los púlsares de milisegundos típicos. La luminosidad de pérdida de momento de giro (spin-down luminosity) alcanza una magnitud enorme —aproximadamente 5,89 × 10^37 erg/s—, comparable a la de púlsares jóvenes y energéticos, aunque el objeto en sí pertenece a la clase de estrellas de neutrones «recicladas».

Los púlsares de milisegundos generalmente se forman en sistemas binarios: la estrella de neutrones se «acelera» gracias a la acreción de materia de su compañera. Este proceso suaviza el campo magnético, haciéndolos relativamente «tranquilos». Sin embargo, el PSR J0435+3233 destaca por un fuerte campo magnético superficial dipolar —alrededor de 12.600 millones de Gauss— y una alta tasa de pérdida de energía. Estas propiedades lo convirtieron en un excelente candidato para la búsqueda de emisión de rayos gamma.

El equipo, liderado por Mianceng Zhang de la Universidad de Yunnan, se puso manos a la obra. Estudiaron casi 17,7 años de observaciones del telescopio Fermi-LAT en el rango de energías de 0,1 a 500 GeV. En el catálogo de Fermi ya se había marcado una fuente de gamma, 4FGL J0435.5+3232, ubicada a solo 0,01 grados de la posición del púlsar. El análisis de la fase de rotación mostró pulsaciones claras con un nivel de significancia de aproximadamente 6,8σ. La emisión de rayos gamma se concentra en un estrecho intervalo de fase —aproximadamente de 0,44 a 0,69—, es decir, en solo una cuarta parte de la rotación completa de la estrella. Durante el resto del tiempo, el púlsar «calla» en el rango de gamma.

La luminosidad en rayos gamma fue de aproximadamente 6,26 × 10^32 erg/s. Con una energía de rotación tan colosal, la eficiencia de la emisión de rayos gamma resultó inesperadamente baja, del orden de 10^{-5}. Esto contrasta con las expectativas para objetos de potencia similar y abre nuevas preguntas sobre los mecanismos de aceleración de partículas, la geometría de los haces de radiación y la estructura de la magnetosfera de los púlsares extremos de milisegundos.

El descubrimiento de pulsaciones de rayos gamma del PSR J0435+3233 lo convierte en un valioso laboratorio para el estudio de la física de las estrellas de neutrones. Los científicos señalan que la combinación de una alta energía de pérdida de rotación y una baja eficiencia de emisión de gamma permitirá comprender mejor cómo funcionan las magnetosferas de objetos tan rápidos y potentes. Cada nueva observación de este lejano «faro» nos acerca a la comprensión de las condiciones más extremas del universo, donde la densidad de la materia y la intensidad de los campos alcanzan límites inaccesibles para los laboratorios terrestres.

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Fuentes

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