El equipo abre nuevos conocimientos sobre las señales de púlsar.

Este estudio, publicado en La revista astrofísicarealizado por un grupo de varios años de investigadores universitarios en la sucursal de Penn State del Pulsar Search Collaborative Student Club. Maura McLaughlin, presidenta de la Profesora Distinguida Eberly de Física y Astronomía de la Universidad de West Virginia, creó Pulsar Search Collaborative para involucrar a las escuelas secundarias y estudiantes universitarios en la ciencia de los púlsares, y ayudó a realizar el acceso a los datos utilizados en este estudio. Utilizando datos de archivo del Observatorio Arcibo, el equipo de estudiantes encontró patrones que muestran cómo cambian las señales del púlsar a medida que pasan a través del medio interestelar (ISM), el gas y el polvo que llena el espacio entre las estrellas. El equipo midió los anchos de banda de centelleo de 23 púlsares, incluidos nuevos datos de seis púlsares que no se habían estudiado antes. Los resultados mostraron que en casi todos los casos, los anchos de banda medidos excedieron las predicciones de los modelos de galaxias ampliamente utilizados, lo que destaca la necesidad de actualizar los modelos de densidad ISM existentes.

“Este trabajo demuestra el valor de grandes conjuntos de datos archivados”, dijo la Dra. Sophia Shaikh, investigadora del Instituto SETI y autora principal. “Incluso años después del desmantelamiento del Observatorio de Arecibo, sus datos continúan desbloqueando información importante que puede mejorar nuestra comprensión de la galaxia y mejorar nuestra capacidad para estudiar fenómenos como las ondas gravitacionales”.

Cuando la luz de radio del púlsar viaja a través del ISM, se distorsiona en un proceso conocido como “centelleo interestelar difractivo” (DISS). La misma física que convierte la luz en patrones en el fondo de una piscina o hace que las estrellas titilen en el cielo nocturno también causa DISS. En lugar de un charco en la atmósfera o agua en el aire, DISS ocurre cuando nubes de partículas cargadas en el espacio hacen que la luz del púlsar “parpadee” en tiempo y frecuencia.

Colaboraciones como el NANOGrav Physics Frontiers Center utilizan púlsares para estudiar el fondo de las ondas gravitacionales, lo que ayuda a los investigadores a comprender el universo primitivo y la propagación de fuentes de ondas gravitacionales, como los binarios de agujeros negros supermasivos. Las mediciones de la sincronización del púlsar deben ser extremadamente precisas para medir con precisión el fondo de las ondas gravitacionales. Los resultados de este estudio ayudarán a modelar mejor la distorsión causada por DISS, lo que aumentará la precisión de las mediciones de sincronización del púlsar para proyectos como NANOGrav.

El estudio muestra que los modelos que incorporan estructura galáctica, como brazos espirales, se ajustan mejor a los datos de DISS a pesar del desafío de modelar con precisión la estructura de la Vía Láctea. Además, el estudio demostró que los modelos predijeron con mayor precisión el ancho de banda de los púlsares que se utilizaron en su desarrollo, mientras que las predicciones de los púlsares recién descubiertos fueron peores. Esto sugiere limitaciones que refuerzan la necesidad de actualizaciones continuas de los modelos de estructura de galaxias”.

Este estudio piloto, parte del estudio AO327 de Arecibo, sirve como base para futuras investigaciones sobre el centelleo de púlsares y las ondas gravitacionales. Al ampliar en el futuro el estudio piloto a los púlsares descubiertos recientemente en el conjunto de datos AO327, el equipo espera mejorar aún más los modelos de densidad ISM para observar colaboraciones con conjuntos de temporización de púlsares como NANOGrav.

La investigación implicó la colaboración entre los autores del Instituto SETI, Penn State, y el grupo NANOGrav de la Universidad de West Virginia. El equipo incluye al investigador del Instituto SETI Michael Lam y a la ex investigadora del Instituto SETI Grace Brown.