Observaciones de radio desentrañan el misterio de la polarización del púlsar de milisegundos

Dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, en dirección a la constelación de Vulpecula, un «faro» cósmico llamado PSR B1937+21 gira a una asombrosa velocidad de 642 revoluciones por segundo. Emite pulsos electromagnéticos que rivalizan con la precisión de los relojes atómicos.

Por primera vez, un equipo de investigación chino ha capturado el patrón completo de polarización del pulso principal y el interpulso de PSR B1937+21 a medida que varían con la frecuencia. El descubrimiento, publicado en The Astrophysical Journal, proporciona evidencia crucial de los mecanismos de radiación que operan en condiciones físicas extremas.

Utilizando el radiotelescopio Murriyang (Parkes) de 64 metros en Australia, equipado con un receptor de banda ultraancha, el estudiante de doctorado Wang Zhen, del Observatorio Astronómico de Xinjiang (XAO) de la Academia China de Ciencias (CAS), bajo la dirección de sus supervisores, los profesores Yuan Jianping y Wen Zhigang, dirigió tres años de observaciones sostenidas.

Los investigadores desvelaron los secretos de la radiación de PSR B1937+21: el grado de polarización lineal del pulso principal disminuye al aumentar la frecuencia, mientras que el interpulso muestra la tendencia opuesta; el grado de polarización circular de ambas regiones de emisión se intensifica al aumentar la frecuencia; y la relación de intensidad principal a interpulso sigue un espectro de ley de potencia con un índice de 0,52 ± 0,02.

Descubierto en 1982 como uno de los primeros púlsares de milisegundos, PSR B1937+21 posee un período de rotación ultracorto de 1,558 milisegundos. La intensidad de su campo magnético es tan solo una diezmilésima parte de la de los púlsares ordinarios, lo que sugiere un posible aumento de espín mediante la acreción de una estrella compañera.

Los investigadores utilizaron un sistema de recepción de banda ultraancha que abarca el rango de 704 a 4032 MHz, multiplicando por 20 la relación señal-ruido mediante la integración de datos de varios años. Además, se utilizaron mediciones de densidad de flujo, análisis de medidas de dispersión (DM) y mediciones de rotación de Faraday para inferir las propiedades del medio interestelar intermedio.

Los resultados confirmaron que la altura de emisión disminuye al aumentar la frecuencia, lo que se manifiesta en una reducción de la anchura del pulso. Los resultados también sugieren que el pulso principal y el interpulso probablemente se originan en diferentes regiones de la magnetosfera. Estos hallazgos respaldan el modelo de emisión relativista.

Estos hallazgos impulsarán la investigación sobre la física magnetosférica de las estrellas de neutrones y los mecanismos de radiación del plasma, a la vez que ofrecen referencias temporales más precisas para la detección de ondas gravitacionales.

Con información de The Astrophysical Journal