La
estrella púlsar (a la izquierda) es orbitada por una enana blanca
caliente (en el centro), y estas dos son orbitadas por una enana blanca
más fría y lejana (a la derecha).
Un equipo internacional de
astrónomos descubrió un extraño sistema estelar triple que podría
revelar la verdadera naturaleza de la gravedad.
En un espacio más pequeño que el que abarca la órbita de la Tierra alrededor del sol, se agrupan un púlsar y dos enanas blancas.
Y las órbitas inusualmente cercanas
de este trío permiten estudiar con precisión los efectos de la gravedad,
algo que podría despejar algunas de las dificultades de las teorías de
Einstein.
Los detalles del hallazgo se publican en la revista
Nature y se presentarán en la 223ª Reunión de la Sociedad Astronómica de Estados Unidos.
"Este triple sistema nos ofrece un laboratorio
cósmico natural mucho mejor que cualquier cosa encontrada antes para
aprender exactamente cómo funcionan estos sistemas de tres cuerpos y,
potencialmente, detectar problemas con la relatividad general que los
físicos esperan ver en condiciones extremas", dijo Scott Ransom,
investigador del Observatorio Nacional de Radio Astronomía de EE.UU.
(NRAO) en Charlottesville, Virginia, y uno de los autores de este
trabajo.
"Este es un sistema fascinante en muchos
sentidos, y eso incluye lo que debe haber sido una historia de formación
completamente loca".
"Tenemos mucho trabajo por delante para poder entenderlo por completo".
Nueva teoría de la gravedad
El Telescopio de Green Bank tiene 100m de ancho,
y es el radiotelescopio completamente dirigible más
grande del mundo.
Los púlsares emiten chorros de radiación
(pulsos) como si fueran faros que barren rápidamente el espacio a medida
que la estrella gira sobre su eje.
Se forman después de que el colapso de una
supernova convierte una estrella fundida en una bola de neutrones
altamente magnetizada.
Gracias al Telescopio Green Bank (GBT, por sus
siglas en inglés), los astrónomos descubrieron un púlsar a 4.200 años
luz de la Tierra que gira cerca de 366 veces por segundo.
Los cuerpos que giran a esas velocidades se
conocen como púlsares de milisegundos y son utilizados por los
científicos como herramientas de precisión para estudiar efectos
gravitacionales y otros fenómenos.
Sucesivas observaciones mostraron que el púlsar
está en una órbita cercana con una enana blanca, y este par está en
órbita con otra enana blanca más lejana.
Los sistemas de tres cuerpos son objetos de
estudio muy apreciados porque permiten poner a prueba teorías de la
gravedad conflictivas.
Pero hasta ahora, el único sistema triple
conocido con un púlsar era uno con un planeta como compañero exterior,
que causa sólo débiles interacciones gravitatorias.
"Este es el primer púlsar de milisegundos
hallado en un sistema de este tipo, y reconocimos enseguida que es una
oportunidad enorme para estudiar los efectos y la naturaleza de la
gravedad", dijo Ransom.
"Las perturbaciones gravitacionales impuestas a cada miembro de este sistema por los otros son extremadamente puras y fuertes".
Al determinar el ritmo de llegada de los pulsos,
los científicos pudieron calcular la geometría del sistema y la masa de
las estrellas.
"Una desviación indicaría una ruptura de la relatividad general y apuntaría hacia una nueva y correcta teoría de la gravedad."
Ingrid Stairs, astrónoma de la Universidad de Columbia Británica, Canadá
La enana blanca compañera interior del púlsar
tiene un período orbital de menos de dos días, mientras que el de la
estrella exterior es de casi un año.
El trío ofrece a los investigadores la mejor
opción hasta ahora para observar violaciones al Principio de
Equivalencia descrito por Albert Einstein, que sostiene que el efecto de
la gravedad en un cuerpo no depende de la naturaleza o de la estructura
interna de ese cuerpo.
Esto fue ilustrado por Galileo cuando arrojó dos
bolas de diferente peso desde la Torre de Pisa, y por Dave Scott,
comandante de la misión Apolo 15, cuando dejó caer un martillo y una
pluma de halcón sobre la superficie de la Luna en 1971.
En lugar de flotar hasta el suelo, la pluma cayó
en picada tan rápido como el martillo. Sin la resistencia del aire, los
dos objetos tocaron el polvo lunar a la vez.
"Mientras que la teoría de la relatividad
general hasta ahora ha sido confirmada por todos los experimentos, no es
compatible con la teoría cuántica", dijo Ransom.
"Por esta razón los físicos esperan que falle bajo condiciones extremas".
Determinar con alta precisión el ritmo de los
destellos de radiación del púlsar permitirá a los astrónomos buscar
desviaciones del principio de equivalencia con una sensibilidad mucho
más grande que nunca, según la astrónoma Ingrid Stairs de la Universidad
de Columbia Británica, en Canadá.
"Una desviación indicaría una ruptura de la
relatividad general y apuntaría hacia una nueva y correcta teoría de la
gravedad", dijo Stairs, quien también firma el estudio sobre el
prometedor trío estelar.
