Una estrella de neutrones es lo que queda cuando una estrella masiva colapsa al final de su vida. El resultado es un objeto de apenas unas pocas decenas de kilómetros de diámetro pero con una masa comparable a la del Sol: tan denso que las condiciones en su interior no pueden reproducirse en ningún experimento sobre la Tierra. Es el estado más extremo de la materia que los astrónomos pueden estudiar de forma directa.
PSR J1637−4642 es una de esas estrellas. Tiene 41.000 años de edad, gira unas 6,5 veces por segundo, y desde febrero de 2009 ha sido monitorizada por el radiotelescopio Murriyang en Australia. Durante casi una década, no ocurrió nada fuera de lo esperado.
Después, en 2018, la estrella se aceleró.
Qué es exactamente un glitch
Los pulsares —estrellas de neutrones cuya rotación apunta periódicamente hacia la Tierra como un faro— son de los relojes más estables conocidos en el universo. Nacen girando muy rápido y se van frenando de forma paulatina al irradiar energía electromagnética. Esa deceleración es tan constante y predecible que los astrónomos la utilizan como referencia de alta precisión.
Un glitch interrumpe ese ritmo, pero no frenando más: al contrario, la estrella de repente gira un poco más rápido. El salto es mínimo — en el mayor de los tres eventos registrados en PSR J1637−4642, la frecuencia de rotación aumentó en 2,7 partes por millón —, pero llega de forma prácticamente instantánea, seguido de una recuperación parcial y gradual que en este caso duró unos 102 días.
La clave está en el interior superfluido
El modelo que mejor encaja con estas observaciones apunta al interior de la estrella.
Las estrellas de neutrones tienen una corteza exterior sólida, compuesta de núcleos ricos en neutrones. Bajo ella se encuentra la corteza interna, donde los neutrones libres se comportan como un superfluido: un estado cuántico sin viscosidad, en el que la rotación se distribuye mediante pequeños vórtices cuantizados. Mientras la corteza sólida frena progresivamente por emisión de radiación, el superfluido interior no frena al mismo ritmo. Los vórtices acumulan un excedente de momento angular respecto a la corteza exterior. Cuando esa diferencia supera cierto umbral, el momento angular se transfiere de golpe desde el superfluido a la corteza, que se acelera.
Eso es un glitch.
Tres tamaños distintos, una misma estrella
Los tres glitches de PSR J1637−4642 no fueron iguales entre sí. El primero, en 2018, fue el mayor: un incremento de 17,54 microhercios en la frecuencia de rotación. El segundo, hacia 2021, fue el más pequeño de los tres registrados en esta estrella. El tercero, hacia 2023, quedó en un valor intermedio. Que las tres liberaciones de momento angular tuvieran magnitudes tan distintas indica que el umbral de transferencia no es un valor fijo: el superfluido puede liberar más o menos en función de condiciones que los investigadores aún están caracterizando.
El equipo, dirigido por Zhaoyi Wang de la Universidad de Xiamen, analizó la recuperación posterior a cada glitch y estimó que aproximadamente el 1,9% del momento de inercia total de la estrella corresponde al superfluido de la corteza interna. Ese porcentaje es una restricción directa sobre los modelos teóricos de interiores de estrellas de neutrones, que intentan describir cómo se comporta la materia a densidades imposibles de alcanzar en ningún laboratorio. Los resultados han sido aceptados para su publicación en Astrophysical Journal Letters.
Los nueve años de silencio también hablan
Que PSR J1637−4642 no produjera ningún glitch durante sus primeros nueve años de observación no es un detalle secundario. Significa que la estrella estuvo acumulando la diferencia entre el freno de la corteza y el ritmo del superfluido interior sin llegar a liberarla. Cuando finalmente lo hizo, lo hizo tres veces en seis años.
Los pulsares que generan glitches con poca frecuencia son los más difíciles de estudiar, precisamente porque los datos tardan más en reunirse. Quince años y medio de monitorización de una fuente aparentemente tranquila resultaron ser exactamente la base de observación necesaria para capturar tres eventos separados y analizarlos en conjunto.
La única forma de saber qué ocurre en el interior de una estrella muerta es observar cómo gira desde miles de años luz de distancia. Tres aceleraciones casi imperceptibles, cada una una fracción de millonésima de vuelta por segundo, son en este momento algunas de las evidencias más directas disponibles sobre la materia más densa del universo observable.