El Púlsar del Cangrejo ( PSR B0531+21 o Estrella de Baade ) es una estrella de neutrones relativamente joven . La estrella es la estrella central de la Nebulosa del Cangrejo , un remanente de la supernova SN 1054 , que fue ampliamente observada en la Tierra en el año 1054. [8] [9] [10] Descubierto en 1968, el púlsar fue el primero en ser conectado con un remanente de supernova . [11]
El Púlsar del Cangrejo es uno de los pocos púlsares identificados ópticamente. El púlsar óptico tiene aproximadamente 20 kilómetros (12 millas) de diámetro y un período de rotación de aproximadamente 33 milisegundos , es decir, los "rayos" del púlsar realizan aproximadamente 30 revoluciones por segundo. [6] El viento relativista que sale de la estrella de neutrones genera emisión de sincrotrón , que produce la mayor parte de la emisión de la nebulosa , vista desde ondas de radio hasta rayos gamma . La característica más dinámica en la parte interior de la nebulosa es el punto donde el viento ecuatorial del púlsar golpea la nebulosa circundante, formando un choque terminal . La forma y posición de esta característica cambia rápidamente, con el viento ecuatorial apareciendo como una serie de características similares a volutas que se hacen más pronunciadas, se iluminan y luego se desvanecen a medida que se alejan del púlsar hacia el cuerpo principal de la nebulosa. El período de rotación del púlsar aumenta 38 nanosegundos por día debido a la gran cantidad de energía que transporta el viento del púlsar. [12]
La Nebulosa del Cangrejo se utiliza a menudo como fuente de calibración en astronomía de rayos X. Es muy brillante en rayos X y se sabe que la densidad de flujo y el espectro son constantes, con la excepción del propio púlsar. El púlsar proporciona una fuerte señal periódica que se utiliza para comprobar la sincronización de los detectores de rayos X. En astronomía de rayos X, a veces se utilizan "cangrejo" y "millicrab" como unidades de densidad de flujo. Un milicrab corresponde a una densidad de flujo de aproximadamente2,4 × 10 −11 ergios −1 cm −2 ( 2,4 × 10 −14 W/m 2 ) en la banda de rayos X de 2 a 10 keV , para un espectro de rayos X "similar a un cangrejo", que es aproximadamente una ley de potencia en energía fotónica: I ~ E −1,1 . [ cita necesaria ] Muy pocas fuentes de rayos X superan el brillo de un cangrejo.
Se han detectado emisiones pulsadas de hasta 1,5 TeV en el púlsar del Cangrejo [13] y, junto con el púlsar Vela de 20 TeV, son los únicos dos púlsares conocidos con emisión en este rango de energía [14].
La Nebulosa del Cangrejo fue identificada como el remanente de SN 1054 en 1939. Luego, los astrónomos buscaron la estrella central de la nebulosa . Había dos candidatas, denominadas en la literatura las estrellas "siguiente del norte" y "precedente del sur". En septiembre de 1942, Walter Baade descartó la estrella "siguiente del norte", pero encontró que la evidencia no era concluyente para la estrella "precedente del sur". [15] Rudolf Minkowski , en el mismo número de The Astrophysical Journal que Baade, presentó argumentos espectrales afirmando que "la evidencia admite, pero no prueba, la conclusión de que la estrella anterior del sur es la estrella central de la nebulosa". [dieciséis]
A finales de 1968, David H. Staelin y Edward C. Reifenstein III informaron del descubrimiento de dos fuentes de radio pulsantes "cerca de la nebulosa del Cangrejo que podrían coincidir con ella" utilizando la antena de radio Green Bank de 300 pies (91 m) . [17] Se les dieron las designaciones NP 0527 y NP 0532. El período y la ubicación del púlsar NP 0532 de la Nebulosa del Cangrejo fueron descubiertos por Richard VE Lovelace y sus colaboradores el 10 de noviembre de 1968, en el radioobservatorio de Arecibo . [18]
Un estudio posterior realizado por ellos, incluido William D. Brundage, también encontró que la fuente NP 0532 está ubicada en la Nebulosa del Cangrejo. [19] LI Matveenko también informó sobre una fuente de radio coincidente con la Nebulosa del Cangrejo a finales de 1968 en Astronomía soviética . [20]
Cocke, Disney y Taylor informaron por primera vez de las pulsaciones ópticas utilizando el telescopio de 36 pulgadas (91 cm) en Kitt Peak del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona. [21] Esta observación tenía una cinta de audio que registraba los pulsos y esta cinta también grabó las voces de John Cocke, Michael Disney y Bob McCallister (el asistente nocturno) en el momento del descubrimiento. [22] Su descubrimiento fue confirmado por Nather , Warner y Macfarlane. [23]
Jocelyn Bell Burnell , quien co-descubrió el primer púlsar PSR B1919+21 en 1967, relata que a finales de la década de 1950 una mujer observó la fuente de la Nebulosa del Cangrejo en el telescopio de la Universidad de Chicago, entonces abierto al público, y observó que parecía estar parpadeando. El astrónomo con el que habló, Elliot Moore, descartó el efecto como centelleo , a pesar de la protesta de la mujer de que, como piloto cualificada, entendía el centelleo y que esto era otra cosa. Bell Burnell señala que la frecuencia de 30 Hz del púlsar óptico de la Nebulosa del Cangrejo es difícil de ver para muchas personas. [24] [25]
En 2007, se informó que Charles Schisler detectó una fuente celestial de emisión de radio en 1967 en la ubicación de la Nebulosa del Cangrejo, utilizando un sistema de radar de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en Alaska diseñado como un sistema de alerta temprana para detectar misiles balísticos intercontinentales. Más tarde, Schisler entendió que esta fuente era el Pulsar del Cangrejo, después de que se informara la noticia de los descubrimientos iniciales del púlsar de Bell Burnell. [24] Sin embargo, la detección de Schisler no se informó públicamente durante cuatro décadas debido a la naturaleza clasificada de las observaciones del radar. [26]
El Crab Pulsar fue el primer púlsar en el que se superó el límite de rotación utilizando varios meses de datos del observatorio LIGO . La mayoría de los púlsares no giran a una frecuencia de rotación constante, pero se puede observar que se desaceleran a un ritmo muy lento (3,7 × 10−10 Hz/s en el caso del Cangrejo). Este giro puede explicarse como una pérdida de energía de rotación debido a varios mecanismos. El límite de spin-down es un límite superior teórico de la amplitud de las ondas gravitacionales que puede emitir un púlsar, suponiendo que todas las pérdidas de energía se convierten en ondas gravitacionales . La ausencia de ondas gravitacionales observadas en la amplitud y frecuencia esperadas (después de corregir el cambio Doppler esperado ) demuestra que otros mecanismos deben ser responsables de la pérdida de energía. La no observación hasta ahora no es totalmente inesperada, ya que los modelos físicos de la simetría rotacional de los púlsares ponen un límite superior más realista a la amplitud de las ondas gravitacionales, varios órdenes de magnitud por debajo del límite de giro hacia abajo. Se espera que con la mejora de la sensibilidad de los instrumentos de ondas gravitacionales y el uso de datos más largos, en el futuro se puedan observar ondas gravitacionales emitidas por púlsares . [27] El único otro púlsar cuyo límite de giro se ha superado hasta ahora es el Vela Pulsar .
En 2019, se observó que la Nebulosa del Cangrejo , y presumiblemente por lo tanto el Pulsar del Cangrejo, emitía rayos gamma de más de 100 TeV , lo que la convierte en la primera fuente identificada de rayos cósmicos de energía ultra alta . [28]
En 2023, se utilizó interferometría de línea de base muy larga (VLBI) para realizar astrometría de precisión utilizando la emisión de radio de pulso gigante del Cangrejo Pulsar, midiendo así una distancia precisa al Cangrejo Pulsar. [5]
{{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda ){{citation}}: Mantenimiento CS1: publicación periódica sin título ( enlace )
