Cazadores de púlsares

Se conoce como púlsares a unas estrellas muy compactas –la masa del Sol concentrada en un rango de apenas 10 kilómetros de radio– que giran sobre sí mismas a una velocidad altísima, del orden de una a mil veces por segundo. Durante ese proceso emiten radiación electromagnética, en particular ondas de radio, con una regularidad casi exacta, funcionando como “relojes de precisión” naturales que permiten el estudio de distintos tipos de fenómenos. Entre los eventos astronómicos que pueden investigarse a partir de la actividad de los púlsares están las ondas gravitacionales, unas perturbaciones en el espacio-tiempo provocadas, por ejemplo, por la fusión de agujeros negros supermasivos: si bien son invisibles al ojo humano, su presencia puede inferirse de acuerdo a las alteraciones que provocan en los tiempos de arribo de los pulsos provenientes de estas estrellas. En un trabajo desarrollado en colaboración con el Instituto de Tecnología Rochester (RIT, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos que está a punto de publicarse en The Astrophysical Journal, becarios del CONICET en el Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR, CONICET-UNLP-CICPBA) resumen los resultados del seguimiento que hicieron sobre uno de los púlsares más brillantes y cercanos (500 años luz de la Tierra), que solo es visible desde el hemisferio Sur.

La observación y monitoreo casi diario del objeto (denominado J0437−4715) fue posible gracias a la utilización de los dos históricos radiotelescopios de 30 metros de diámetro que funcionan en el predio del IAR, ubicado en el Parque Pereyra Iraola a la altura de Berazategui. Estos instrumentos fueron reparados en 2017 tras casi dos décadas en desuso, en un proceso que incluyó la mejora electrónica, la instalación de nuevos receptores y la capacitación del personal encargado de su manejo. En ese contexto fue que nació el grupo PuMA (Pulsar Monitoring in Argentina), del que forman parte los autores: “Son muchos los equipos a nivel mundial, principalmente en Europa y Estados Unidos, dedicados al estudio de las ondas gravitacionales. Pero por estar ubicados en el hemisferio Norte, sus observaciones tienen un punto ciego al que no pueden acceder. Nuestra idea es usar la posición privilegiada que tenemos, y la disponibilidad casi exclusiva de las antenas del instituto, para proveer de observaciones de alta precisión temporal sobre estos púlsares que solo pueden verse desde el hemisferio Sur. Estudios preliminares sugieren que la incorporación de este púlsar a las bases de datos permitiría aumentar la precisión alcanzada por las colaboraciones internacionales”, cuenta Valentina Sosa Fiscella, becaria del CONICET en la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas de la Universidad Nacional de La Plata (FCAG, UNLP) y primera autora del trabajo.

En base a más de 700 horas de observación, el trabajo permitió analizar en detalle la precisión temporal que se puede alcanzar actualmente con la tecnología disponible en el IAR, que es de alrededor de 0,5 microsegundos, es decir mejor que una milésima de segundo, y dar una primera aproximación para cuantificar hasta qué sensibilidad se podría llegar para detectar ondas gravitacionales. “Estas son motivo de interés para la comunidad científica internacional –el Premio Nobel de Física en 2017 fue para un equipo de investigadores norteamericanos que pudieron constatar su existencia– y su presencia nos da información de cómo fue la formación de galaxias y las primeras estructuras del Universo”, comenta Santiago del Palacio, también becario del CONICET en el IAR y uno de los autores del paper, que destaca el potencial del instituto para aportar valiosos datos en ese sentido.

Según comenta Luciano Combi, becario del CONICET en el IAR y autor de la investigación, desde su nacimiento en 2017 el grupo PuMA está “abriendo camino” en el país con relación al estudio de los púlsares. “A fines del año pasado se publicó un trabajo más técnico en la revista Astronomy & Astrophysics –fue la primera medición de la actividad de púlsares desde este lado del mundo– y ahora esta nueva publicación, realizada en base a la primera tesis de licenciatura sobre el tema con observaciones propias que se hizo en Sudamérica”.

Por otra parte, del Palacio destaca que “estos resultados contribuyen al crecimiento del grupo, nos ponen en el radar internacional demostrando que tenemos la posibilidad de aportar nuestro granito de arena en el estudio de estos objetos, y vuelve a colocar al instituto y a sus antenas en escena. Adicionalmente, la nueva puesta en marcha del observatorio requirió el esfuerzo del personal técnico, que no solo adquirió experiencias aplicables en este campo, sino en otras áreas, lo que en definitiva redunda en el fortalecimiento del sistema científico tecnológico”.

Por Marcelo Gisande.

Referencia bibliográfica:

Sosa Fiscella, V., del Palacio, S., Combi, L., Lousto, C. O., Combi, J. A., Gancio, G., ... & López Armengol, F. G. (2020). PSR J0437-4715: The Argentine Institute of Radioastronomy 2019-2020 Observational Campaign. arXiv e-prints, arXiv-2010.

Sobre investigación:

Valentina Sosa Fiscella. Becaria doctoral. FCAG, UNLP.

Santiago del Palacio. Becario posdoctoral. IAR.

Luciano Combi. Becario doctoral. IAR.

Carlos Lousto. Investigador. RIT, Estados Unidos.

Jorge A. Combi. Investigador principal. IAR.

Guillermo Gancio. Profesional adjunto. IAR.

Federico García. Investigador posdoctoral. RUG, Países Bajos.

Eduardo Gutiérrez. Becario doctoral. IAR.

Fernando Hauscarriaga. Técnico principal. IAR.

Paula Kornecki. Becaria doctoral. IAR.

Federico López Armengol. Becario posdoctoral. RIT, Estados Unidos.

Giulio Mancuso. Becario doctoral. IAR.

Ana Laura Müller. Becaria doctoral. IAR.

Adolfo Simaz Bunzel. Becario doctoral. IAR.