Los astrónomos esperan que el telescopio Event Horizon haya visto púlsares cerca del agujero negro supermasivo de la Vía Láctea

Los púlsares de milisegundos son herramientas astronómicas asombrosas. Son estrellas de neutrones que giran rápidamente y que barren rayos de energía de radio desde sus polos magnéticos, y cuando están perfectamente alineadas, las vemos como radiobalizas que parpadean rápidamente. Destellan con tal regularidad que pueden considerarse como relojes cósmicos. Cualquier cambio en su movimiento se puede medir con extrema precisión. Los astrónomos han utilizado púlsares de milisegundos para medir su desintegración orbital debido a ondas gravitacionales y para observar los ruidos gravitacionales de fondo del universo. Incluso han sido propuestos como método de navegación celeste. Pronto también podrán probar la naturaleza más fundamental de la gravedad.

Dado que los púlsares son restos de estrellas masivas, es probable que nuestra galaxia esté llena de ellos. Aunque hasta ahora sólo hemos observado alrededor de 2.000 púlsares, se estima que podrían existir casi mil millones de púlsares en la Vía Láctea. En este momento, son demasiado débiles para que podamos verlos, ya sea porque están envueltos en polvo o porque están al otro lado de la galaxia. Pero esto significa que debería haber varios púlsares en la región central de la galaxia, y algunos de ellos podrían orbitar nuestro agujero negro supermasivo, Sag A*. Si podemos observar púlsares de milisegundos en órbita cercana alrededor de Sag A*, podríamos probar la teoría de la relatividad general de Einstein de una manera que no es posible actualmente.

El centro de nuestra galaxia está envuelto en gas y polvo, pero gracias a la radioastronomía podemos mirar a través del velo para ver la región. Durante mucho tiempo hemos podido ver varias estrellas orbitando Sag A*. Al observar sus movimientos durante décadas, pudimos confirmar que la relatividad general sigue siendo cierta incluso en los fuertes campos gravitacionales cercanos a un agujero negro. Pero nuestras mediciones no son lo suficientemente precisas como para distinguir entre las predicciones de la relatividad general y las teorías gravitacionales rivales. Aunque los modelos gravitacionales modificados como Un lagrangiano CUADRÁTICO (AQUAL) y una gravedad tensorial-vectorial-escalar (TeVeS) no son populares, concuerdan con las observaciones estelares que tenemos cerca de nuestro agujero negro supermasivo.

Los púlsares de milisegundos permitirían a los astrónomos medir con precisión la dinámica orbital cerca de Sag A*, dándonos una visión detallada de cómo los fuertes campos gravitacionales interactúan con la masa. Esto podría proporcionar pruebas experimentales lo suficientemente precisas como para distinguir la relatividad general de otros modelos. Entonces, un gran equipo de astrónomos comenzó a buscar púlsares de milisegundos cercanos en datos del Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT).

Aunque la colaboración EHT no publicó la primera imagen de Sag A* hasta 2022, desde 2017 recopila datos sobre nuestro agujero negro supermasivo. Las observaciones no solo contienen los datos de una imagen, sino que también contienen observaciones de los alrededores y cosas como la polarización de la luz de radio. Si hay púlsares de milisegundos en la región, su evidencia podría quedar enterrada en las observaciones del EHT. Sin embargo, debido al polvo circundante y a los límites de sensibilidad de nuestras observaciones, las señales serían muy débiles.

Para este estudio, el equipo utilizó tres métodos de detección basados ​​en el análisis de Fourier, una técnica matemática capaz de detectar patrones en los datos. Dado que los púlsares emiten pulsos regulares, tenderían a destacarse del ruido aleatorio. Desafortunadamente, el equipo no encontró evidencia de la existencia de nuevos púlsares previamente desconocidos. Esto no es demasiado sorprendente dado que incluso el equipo estimó que los datos del EHT podrían detectar en el mejor de los casos el 2% de los púlsares. Y esto es sólo un estudio del primer conjunto de datos. Hay muchos más datos del EHT para revisar y el EHT continúa recopilando datos sobre la región.

Aunque el EHT no detectó ningún púlsar, eso no significa que no estén allí. Es casi seguro que los púlsares de milisegundos orbitan alrededor de agujeros negros supermasivos en la Vía Láctea, al igual que las estrellas que podemos ver actualmente. Es sólo cuestión de tiempo antes de que los encontremos.

Referencia: Torné, Pablo et al. «Una búsqueda de púlsares alrededor de Sgr A\* en el primer conjunto de datos del Telescopio del Horizonte de Sucesos.” preimpresión de arXiv arXiv:2308.15381 (2023).