LOS PÚLSARES: Los "hombrecillos verdes"
1967 fue el año de la llamada “guerra de los seis días” o “tercera guerra árabe-israelí”, el año de la muerte en Bolivia de Che Guevara, el año del Golpe de los Coroneles en Grecia y, en medicina, el año del primer trasplante de corazón humano. También se firmó el acuerdo internacional sobre la utilización del espacio para fines pacíficos y se estrelló en los Urales la nave espacial rusa Soyuz-I, con el cosmonauta Vladimir Kamarov a bordo. En ese año además murió José Azorín, escritor y maestro de periodistas. Pero si hoy recuerdo esa efeméride es porque en ese año se descubrieron los púlsares, si bien de forma accidental, aunque esta circunstancia no les resta importancia científica.
Jocelyn Bell -hoy, Jocelyn Bell Burnell- y Antony Hewish no estaban intentando descubrir púlsares cuando en 1967 detectaron señales de radio de corta duración y de intervalos muy regulares. Trabajaban en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), con un radiotelescopio de 3,2 metros especialmente diseñado para registrar las rápidas variaciones de intensidad en las fuentes de radio.
Dispuesto a averiguar por qué las estrellas que emitían en radio centelleaban igual que las que lo hacían en el visible, Hewish había descubierto en 1964 el efecto que llamó centelleo interplanetario (interplanetary scintillation): demostró que las ondas de radio de una fuente de pequeño diámetro sufren difracción (ligera distorsión de la luz en el borde de un objeto) cuando cruzan las nubes de polvo en el espacio interplanetario, y que las variaciones en intensidad tenían lugar cada segundo.
En julio de 1967 entró en funcionamiento un gran radiotelescopio de alta resolución (una red de antenas sobre un área de 18.000 m2 en Cambridge). Hewish lo había construido, con ayuda de jóvenes colaboradores, para el estudio de más de 1.000 radiogalaxias y caza de cuásares. En un artículo posterior al descubrimiento, Hewish subrayó lo irónico que resultaba haber encontrado los púlsares inesperadamente, cuando lo que se investigaban eran los enigmáticos cuásares, objetos cuyo origen sigue siendo uno de los problemas más importantes de la Astrofísica. En efecto, la primera detección de los púlsares es un conocido caso de descubrimiento científico accidental o serendipia.
El objeto que emitía con una extraordinaria regularidad se había registrado a finales de octubre de 1967. El resultado fue confirmado el 28 de noviembre. Hewish describió este período, en el que fueron conscientes de la naturaleza extraterrestre y estelar de las señales, como el más excitante de su vida. Aquellas “débiles y espasmódicas señales de radio”, “que procedían de un cuerpo no mayor que un planeta situado relativamente cerca de nosotros entre las estrellas más próximas de nuestra galaxia”, “¿eran en realidad algún tipo de mensaje de otra civilización”?, recuerda Hewish que se preguntaron. "Un descubrimiento de este tipo -nos comentó en una entrevista- es lo mejor que puede pasarle a un científico. Yo estaba absolutamente entusiasmado. Tuve mucha suerte, una buena parte de la investigación científica depende de descubrimientos casuales como, por ejemplo, el descubrimiento de los rayos X. Hay muchos descubrimientos de este tipo, pero, por supuesto, cuando un radioastrónomo detecta señales como éstas, para empezar no piensa que se trata de señales procedentes del espacio exterior."
Un radiotelescopio capta señales de procedencias muy distintas, del entorno industrial, de los automóviles, de cualquier aparato eléctrico. Para los radioastrónomos es, por tanto, difícil distinguir lo que es una señal auténtica del exterior de lo que lo es de origen humano, como cuenta Hewish: "Me llevó un tiempo llegar a creer que aquellas señales eran realmente de origen astronómico en el sentido de que procedían de más allá del Sistema Solar; hay muchas cosas en el espacio de las que no siempre tenemos noticia, como los satélites militares. Cuando empecé a medir el tiempo con exactitud me di cuenta de que el intervalo entre las pulsaciones era extraordinariamente preciso y de que cambiaba de manera sistemática. Este fenómeno podía deberse al movimiento orbital de la Tierra alrededor del Sol si las señales procedían realmente del espacio exterior. Fue entonces cuando empecé a pensar que debía tratarse realmente de una señal astronómica, que no podía ser una interferencia artificial, porque su comportamiento no sería tan sistemático. La cuestión era qué cuerpo astronómico que pudiéramos concebir podía emitir señales de semejante naturaleza."
Hewish y sus colaboradores sabían que el objeto de donde procedían las señales era muy pequeño, incluso menor que un planeta, por la gran precisión de las pulsaciones que sólo duraban varias milésimas de segundo, lo que significaba que el objeto emisor debía ser muy pequeño. "Y ¿qué objeto podía ser un emisor de radio lo bastante pequeño como para producir señales como aquéllas?; debíamos tomar muy en serio la idea de que pudiera tratarse de inteligencia extraterrestre. ¿Qué otra cosa podía producir aquello que no fuera algún tipo de ser inteligente? Podían ser faros de navegación en el espacio, sistemas para guiar naves extraterrestres en el espacio. Teníamos que pensar en todas las posibilidades".
Bell y Hewish pensaron al principio que podrían haber establecido contacto con una civilización extraterrestre de la galaxia dada la regularidad de la emisión. “En verdad -cuenta Stephen Hawking en su Historia del Tiempo-, recuerdo que, en el seminario en el que anunciaron su descubrimiento, denominaron a las primeras cuatro fuentes encontradas LGM 1-4, LGM refiriéndose a Little Green Men (hombrecillos verdes). Al final, sin embargo, ellos y el resto de científicos llegaron a la conclusión menos romántica de que estos objetos, a los que se le dio el nombre de pulsars, eran de hecho estrellas de neutrones en rotación, que emitían pulsos de ondas de radio debido a una complicada interacción entre sus campos magnéticos y la materia de su alrededor”.
El 24 de febrero de 1968 la revista Nature publicó el primer artículo sobre estos objetos: “Observation of a Rapidly Pulsating Radio Source”, que firmaban A. Hewish, S.J. Bell, J.D.H. Pilkington, P.F. Scott y R.A. Collins. El resumen decía: "En el Observatorio de Radioastronomía Mullard se han registrado insólitas señales de fuentes de radio pulsantes. La radiación parece proceder de objetos que se encuentran en nuestra galaxia y puede estar asociada con oscilaciones de (estrellas) enanas blancas o estrellas de neutrones". También se explicaba en este artículo: "La extraordinaria naturaleza de estas señales parecía sugerir al principio un origen vinculado a transmisiones artificiales que podrían surgir de sondas en el espacio profundo, de radares planetarios o de la reflexión en la Luna de señales terrestres. Sin embargo, ninguna de estas interpretaciones puede ser aceptable debido a que la ausencia de cualquier paralaje muestra que la fuente se encuentra mucho más allá del sistema solar". Por eliminación, llegaron a sugerir que las fuentes de las señales pulsantes eran estrellas de neutrones vibrantes y productos de la explosión de supernovas.
Algunos meses más tarde, el astrofísico austriaco Thomas Gold propuso otra teoría, la cual suponía la existencia de un haz de luz que giraba procedente de una estrella de neutrones en rotación. En 1974, todo el mundo aceptaba este modelo de faro (lighthouse, en inglés) de la estrella de neutrones. Para explicar su comportamiento fue necesario recurrir a la Física de Partículas: "En efecto -escribía el físico español Pere Puigdomènech-, se supone que se trata de una estrella en rotación tan rápida que debe ser muy densa para no romperse en pedazos. Se estima su densidad en billones de toneladas por metro cúbico. Y la física de partículas dice que, para alcanzar tales densidades, tendría que tratarse de un núcleo de unos pocos kilómetros de diámetro y formado únicamente por neutrones. Las teorías de la física no se oponen a esta hipótesis. Los pulsars no fueron la tan anhelada evidencia de seres extraterrestres inteligentes, verdes o de otro color, pero sí han revelado la existencia de unos objetos extraordinarios de la naturaleza formados por una nueva forma de la materia."
Hawking también lo lamenta: el hecho de descartar a los hombrecillos verdes “fueron malas noticias para los escritores de westerns espaciales, pero muy esperanzadoras para el pequeño grupo de los que creíamos en agujeros negros en aquella época: fue la primera evidencia positiva de que las estrellas de neutrones existían.”
Hewish recibió en 1974 el Premio Nobel de Física por este descubrimiento. Fue él quien desarrolló el modelo teórico de los púlsares. Compartió el Premio Nobel con Martin Ryle, otro pionero en Radioastronomía. En cambio, no lo recibió Jocelyn Bell -injustamente, según se dice-, en principio por ser sólo una estudiante de doctorado, aunque fue ella quien advirtió la primera señal-interferencia de radio, al mes de empezar los registros regulares en julio de 1967. “Fue quizá la consternación que esto produjo en 1974 -cuenta el astrofísico y divulgador científico británico John Gribbin en su Diccionario del Cosmos- lo que hizo que cuando, años más tarde, se concedió un premio Nobel por el descubrimiento del púlsar binario, dicho premio fuera compartido entre el estudiante que realmente hizo el descubrimiento y su supervisor”.
Artículo sobre Jocelyn Bell Barnell en este blog
Artículos anteriores:
SERENDIPIA EN ASTRONOMÍA (II): La radiación del fondo cósmico
