Estrelles neutròniques i púlsars

A principis de segle passat es van descobrir les nanes blanques (una etapa estel·lar en la qual una estrella es troba molt comprimida i en un estat molt dens), fet que va resultar ser del tot extraordinari, ja que, coneixent com n’és de dèbil la força gravitatòria respecte les altres tres, semblava increïble que aquesta pogués reduir a un diàmetre força inferior al de la Terra a cossos com el Sol. No obstant, l’any 1932, el físic rus Lev Landau, premi Nobel de física, va preveure que encara es podia anar més enllà. Sabuda la constitució d’un àtom, Landau va enunciar que no es podia menysprear la idea d’una estrella encara molt més comprimida, producte de la precipitació dels electrons al nucli de l’àtom, anomenades estrelles neutròniques.

Estrelles neutròniques 

Tal i com Lev Landau va proposar, les estrelles neutròniques són aquelles en què els electrons dels embolcalls de tots els seus àtoms s’han precipitat als corresponents nuclis, on s’hi ubiquen els protons, formant un enorme electró. Això es deu a les càrregues d’ambdues partícules, positiva per al protó i negativa per l’electró, que al aproximar-se generen una càrrega neutra (neutró).

Si una nana blanca presentava una densitat de més d’una tona per centímetre cúbic, les estrelles neutròniques tindrien una densitat de milions de tones per centímetre cúbic, donat a què són milers de vegades més petites (oscil·len entre un diàmetre de 15 a 20 km). Tot i això, les esperances de Lev Landau per a observar algun dia una estrella d’aquestes característiques eren nul·les, ja que ell mateix deia que era difícil d’acceptar. No obstant, dos anys més tard, els astrònoms Fritz Zwicky i Walter Baade van publicar un article en el qual expressaven que la idea de Landau podia correspondre al pas següent de les supernoves, és a dir, que les estrelles de neutrons fossin el resultat produït després de l’expulsió de gran part de la seva matèria.

Púlsars: els fars de l'univers 

Quan l’any 1967 la jove llicenciada en física Jocelyn Bell Burnell va descobrir uns “bips” que presentaven una gran regularitat en una cinta enregistradora de radiacions electromagnètiques, acabava de descobrir els púlsars. Aquests “bips” eren uns impulsos que provenien de les profunditats de l’univers i que es produïen cada 1,337 segons. Aquesta particularitat va despertar el interès dels astrònoms del moment, que van començar a revisar cintes enregistradores electromagnètiques en busca de més “bips” regulars, i en van trobar. No obstant, cadascuna d’aquestes seqüències d’impulsos presentava diferents períodes de temps entre "bips", que podien ser 1,273 segons o 0,25 segons (per exemple).

Es van trobar molts més púlsars (fonts de ràdio polsants), però tan sols es detectaven via ràdio, no hi havia cap que es pogués observar per telescopi, de manera que en gran part es desconeixia la naturalesa d’aquests emissors de “bips” periòdics. Tot i això, van començar a sonar idees, i una que va cobrar gran consistència era la que deia que provenien de residus de supernoves, donat que en el punt on es va localitzar la supernova de Cranc se n’ubicava un. Encara més credibilitat va adquirir aquesta idea quan es va observar que dins de la nuvolosa ubicada en la zona de la supernova de Cranc s’hi trobava una petita estrella que emetia grans quantitats de llum.

Característiques dels púlsars

Avui dia sabem que els púlsars són petites estrelles que emeten una quantitat d’energia i llum enormes (fins a bilions de cops l’energia que emet el Sol), tot i que les seves dimensions oscil·len entre 10 i 20 km de diàmetre. Presenten una densitat enorme i, per sort, es troben a molta distància del planeta Terra. Encara ens queda per explicar la més singular de les característiqyes dels púlsars, i és que giren sobre el seu eix a velocitats vertiginoses: un púlsar ultraràpid pot arribar a donar més de 600 voltes sobre el seu eix en un segon.

La raó per la qual els púlsars giren a tant altes velocitats la trobem en la “conservació de la quantitat de moviment”. Un patinador que gira amb els braços estesos i que atansa els seus braços al cos augmenta la seva velocitat de gir, doncs una estrella que gira a una velocitat determinada sobre el seu eix i disminueix de volum també augmentarà la seva velocitat de gir, tenint en compte que el volum és milions de vegades més petit, ara, la velocitat de gir serà milions de vegades més gran.

¿Quina relació tenen aquestes característiques amb els “bips” que per primer cop va analitzar la Jocelyn Bell Burner?

Tot girant a aquestes increïbles velocitats, el púlsar produeix un camp magnètic molt intens que fa que el plasma que el rodeja origini remolins i un feix radioactiu, que si es troba ubicat cap a la Terra com un far, ens arriba en senyal de “bip”. Que dos “bips” consecutius es trobin separats per 1 segon o poques dècimes va en funció de la velocitat de gir característic de cada púlsar.

Així doncs, un púlsar és una estrella neutrònica que emet radiació de manera periòdica.