PSR B1913+16: Cómo Detectamos las Ondas Gravitacionales por Primera Vez

La estrella binaria de neutrones PSR B1913+16 fue descubierta en 1974 por el astrónomo Russell Hulse y el físico Joseph Taylor. Ganaron el Premio Nobel de Física en 1993 por su descubrimiento, ya que proporcionó evidencia experimental de la existencia de las ondas gravitacionales, una de las predicciones más importantes de la teoría de la relatividad de Einstein.

El nombre PSR B1913+16 sigue una convención astronómica utilizada para catalogar púlsares:

1. PSR: Significa "Pulsar", indicando que es una estrella de neutrones que emite radiación pulsante debido a su rápida rotación.
2. B: El prefijo "B" se refiere a la antigua designación de posición (basada en 1950), que fue ampliamente usada para catalogar objetos astronómicos. En este contexto, el prefijo indica que la posición se mide en base a la posición en el cielo en 1950.
3. 1913+16: Esta parte del nombre da la posición aproximada del púlsar en el cielo, según las coordenadas de ascensión recta y declinación. "1913" indica la ascensión recta (RA) y "16" la declinación (Dec), que son coordenadas celestes usadas para localizar objetos en el cielo.

Es un sistema formado por dos estrellas de neutrones girando alrededor el una de la otra a gran velocidad

Estas estrellas son extremadamente densas y tienen masas similares a las del Sol, pero ocupan sólo unos pocos kilómetros de diámetro. La estrella binaria de neutrones PSR B1913+16 tiene una masa total de 2,8 veces la del Sol y un diámetro de sólo unos 7 km.

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La estrella binaria de neutrones PSR B1913+16 es importante porque su comportamiento preciso ha permitido a los científicos medir el efecto relativista de la gravedad con gran precisión. Además, su observación ha proporcionado evidencia directa de la existencia de las ondas gravitacionales, un fenómeno predecido por la teoría de la relatividad de Einstein pero que hasta el momento sólo se había observado indirectamente.

Las estrellas de neutrones

Son objetos celestes extremadamente densos y masivos, compuestos principalmente de neutrones. Se forman cuando una estrella de gran masa al final de su vida se colapsa bajo su propia gravedad, formando una estrella de neutrones. Las estrellas de neutrones tienen masas que pueden ser hasta unas 1,5 veces la del Sol, pero ocupan sólo unos pocos kilómetros de diámetro, por lo que su densidad es muy alta.

Hay dos tipos principales de estrellas de neutrones: las estrellas de neutrones pulsares y las estrellas de neutrones no pulsares. Las estrellas de neutrones pulsares son estrellas de neutrones que emiten pulsos regulares de radiación electromagnética, mientras que las estrellas de neutrones no pulsares no lo hacen.

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Se cree que las estrellas de neutrones pulsares son el resultado de la rotación rápida de una estrella de neutrones y que tienen campos magnéticos extremadamente potentes. Las estrellas de neutrones no pulsares, por otro lado, se cree que son el resultado de la fusión de dos estrellas de neutrones y tienen campos magnéticos más débiles.

El descubrimiento de PSR B1913+16

Fue un hito importante en la física y en la observación del universo. Fue descubierta en 1974 mientras realizaban una búsqueda de pulsares en la constelación de Hércules.

Cuando Hulse y Taylor descubrieron PSR B1913+16, se dieron cuenta de que se trataba de algo muy especial. La estrella binaria estaba formada por dos estrellas de neutrones girando alrededor el una de la otra a gran velocidad y emitía pulsos regulares de radiación electromagnética. Pero lo que realmente llamó la atención de Hulse y Taylor fue que la separación entre las dos estrellas de neutrones estaba disminuyendo a una tasa medible.

Hulse y Taylor comprendieron que esto era el resultado del efecto relativista de la gravedad, que hace que la separación entre dos cuerpos masivos disminuya a medida que se acercan. Esto proporcionó la primera evidencia experimental de la existencia de las ondas gravitacionales, una de las predicciones más importantes de la teoría de la relatividad de Einstein.

Localización

El púlsar PSR B1913+16 se localiza en la constelación de Aquila (el Águila), que es visible en el hemisferio norte. Las coordenadas aproximadas para localizarlo en el cielo son:

• Ascensión Recta (RA): 19 horas 13 minutos
• Declinación (Dec): +16 grados

Estas coordenadas son medidas relativas a la época de 1950 (de ahí la "B" en su nombre), pero se corresponden muy de cerca con la posición actual, ya que las estrellas de neutrones tienden a moverse poco en el cielo en escalas humanas de tiempo.

Cómo observarlo

Aunque está relativamente cerca de la Tierra (aproximadamente 21,000 años luz de distancia), PSR B1913+16 no es visible a simple vista ni con telescopios convencionales, porque la luz que emite es principalmente en ondas de radio. Su descubrimiento y observación se realizaron mediante radiotelescopios, especialmente el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico, que fue crucial en la investigación de púlsares y otros fenómenos cósmicos.

Preguntas frecuentes (FAQ) sobre el púlsar PSR B1913+16

1. ¿Por qué es importante el púlsar PSR B1913+16?Este púlsar binario fue clave en la confirmación de la existencia de las ondas gravitacionales, predichas por la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. Al estudiar su órbita, los científicos observaron una disminución en el periodo orbital que coincide con la pérdida de energía debido a la emisión de ondas gravitacionales.
2. ¿Cómo se descubrió PSR B1913+16?Fue descubierto por Russell Hulse y Joseph Taylor en 1974 en el Observatorio de Arecibo. El descubrimiento y el estudio del sistema les valieron el Premio Nobel de Física en 1993, al confirmar indirectamente la existencia de ondas gravitacionales.
3. ¿Qué son las ondas gravitacionales y cómo las detecta PSR B1913+16?Las ondas gravitacionales son ondulaciones en el espacio-tiempo causadas por eventos extremadamente energéticos, como la órbita de cuerpos masivos. En el caso de PSR B1913+16, el cambio en el periodo de su órbita binaria es evidencia indirecta de la pérdida de energía debido a la emisión de estas ondas.
4. ¿Por qué PSR B1913+16 también se llama “Púlsar de Hulse-Taylor”?El nombre "Púlsar de Hulse-Taylor" se le dio en honor a sus descubridores, Russell Hulse y Joseph Taylor. Este descubrimiento es uno de los hallazgos más importantes en astrofísica, y su estudio aportó pruebas clave para la existencia de las ondas gravitacionales.
5. ¿Qué impacto tuvo el descubrimiento de PSR B1913+16 en la ciencia?El descubrimiento y estudio de PSR B1913+16 confirmaron por primera vez de manera indirecta las ondas gravitacionales, lo que fue fundamental para abrir el campo de la astronomía de ondas gravitacionales y avanzar en el estudio de la relatividad general.
6. ¿Cómo ha cambiado nuestra comprensión del universo gracias a PSR B1913+16?PSR B1913+16 ayudó a demostrar que la teoría de la relatividad general describe correctamente el comportamiento de los cuerpos masivos y abrió nuevas vías para investigar fenómenos como las fusiones de estrellas de neutrones y agujeros negros.
7. ¿Existen otros púlsares similares a PSR B1913+16?Sí, desde el descubrimiento de PSR B1913+16, se han encontrado otros sistemas de púlsares binarios. Sin embargo, PSR B1913+16 sigue siendo uno de los sistemas más estudiados por su capacidad para demostrar el efecto de las ondas gravitacionales en la órbita de objetos masivos.

Estas preguntas ayudan a aclarar conceptos técnicos y destacar la importancia histórica y científica del púlsar PSR B1913+16.

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