El académico del Departamento de Física Usach, Dr. Cristóbal Espinoza, lidera un proyecto Fondecyt Regular 2026 que estudiará el origen del llamado timing noise, pequeñas irregularidades en la rotación de los púlsares que podrían revelar nuevos aspectos sobre el funcionamiento de la magnetosfera y el interior de estas estrellas de neutrones. La iniciativa es apoyada por la Dirección de Investigación Científica y Tecnológica, Dicyt-Usach.
Cuando se piensa en las estrellas, es común imaginarlas como pequeños puntos brillantes que iluminan el cielo nocturno, pero son más que eso. El Sol, por ejemplo, es la estrella más cercana a la Tierra y la fuente de energía que hace posible la vida en nuestro planeta, sin embargo, en el Universo existen estrellas mucho más grandes y masivas, cuya evolución es muy distinta al Sol
Al igual que todas las estrellas, estas tampoco son eternas, pues cuando agotan el combustible que las mantiene brillando, explotan en una violenta supernova, expulsando gran parte de su material al espacio. En algunos casos, el núcleo que sobrevive a esa explosión queda comprimido en un objeto extremadamente denso, transformándose en una estrella de neutrones.
Compuestos principalmente por neutrones, estos objetos concentran más masa que el Sol en un volumen similar al de una ciudad, y al girar a gran velocidad y poseer un intenso campo magnético, se convierten en púlsares, capaces de completar cientos de rotaciones por segundo y emitir haces de radiación que, vistos desde la Tierra, se detectan como pulsos regulares, similares al destello de un faro. Gracias a esa extraordinaria precisión, los astrónomos los utilizan como “relojes cósmicos” que permiten estudiar algunos de los fenómenos más extremos del Universo.
Sin embargo, incluso estos “relojes” presentan pequeñas irregularidades en su rotación, ya que, en ocasiones se adelantan o se atrasan levemente, un fenómeno conocido como timing noise cuyo origen aún no logra explicarse por completo.
Comprender qué provoca estas variaciones es el objetivo del proyecto Fondecyt Regular 2026 que lidera el académico del Departamento de Física Usach, Dr. Cristóbal Espinoza.
“Un púlsar puede dar hasta 100 vueltas por segundo y su rotación es extraordinariamente estable. Justamente por eso podemos medirla con gran precisión y descubrir que, de vez en cuando, se adelanta o se atrasa ligeramente. Hasta ahora esas variaciones se han tratado simplemente como un ruido, pero nosotros queremos entender qué las produce, porque son la evidencia de que hay un proceso físico ocurriendo en el púlsar”, explica el investigador Usach.
Al igual que un reloj que comienza a adelantarse o atrasarse, un púlsar también puede presentar pequeñas variaciones en su rotación, y pese a que son mínimas, estas irregularidades podrían contener información clave sobre el funcionamiento de estos objetos.
Hoy existen dos grandes hipótesis para explicarlas: una apunta a procesos que ocurren en el interior de la estrella y otra a cambios en la magnetosfera, la región externa donde su intenso campo magnético acelera partículas y las expulsa al espacio.
“Los púlsares rotan de manera muy regular, son tan estables que los utilizamos como verdaderos relojes para estudiar otros fenómenos del Universo. Sus pulsos viajan por el espacio-tiempo y, si pasan cerca de un objeto muy masivo, como un agujero negro, se adelantan o atrasan por la deformación que este produce. Gracias a esa precisión podemos estudiar el espacio-tiempo utilizando púlsares”, menciona.
Para avanzar en esta respuesta, la investigación centrará su análisis en los púlsares Vela y del Cangrejo (Crab), dos de los objetos mejor estudiados por la comunidad científica y que cuentan con más de dos décadas de observaciones diarias. A partir de estos registros, el equipo buscará determinar si las pequeñas irregularidades en su rotación están relacionadas con cambios en la magnetosfera, comparando observaciones realizadas en radio y rayos gamma para identificar posibles patrones comunes.
Este trabajo se extenderá durante cuatro años y se apoyará en una red de colaboración internacional con la Universidad de Manchester (Reino Unido) y el Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR), instituciones que aportarán datos observacionales para complementar el análisis de los púlsares Vela y del Cangrejo.
“A simple vista, entender qué le ocurre a un púlsar puede parecer muy lejano a nuestra vida cotidiana, pero así funciona la ciencia, muchas veces primero buscamos comprender cómo funciona el Universo y, con el tiempo, ese conocimiento termina encontrando aplicaciones que hoy ni siquiera imaginamos. Por eso es importante seguir impulsando la ciencia básica, pero también aprovechar estos proyectos para formar capital humano avanzado. En una universidad hacemos ambas cosas al mismo tiempo: generamos conocimiento y formamos a quienes continuarán desarrollándolo”, concluye el Dr. Espinoza.
Por Camilo Araya Bernales
