Una tercera estrella explica un inusual reloj púlsar
Un púlsar que gira unas 312 veces por segundo, una enana blanca que lo orbita cada ocho días y una estrella con una masa aproximadamente igual a la del Sol, en una órbita de 73,5 años, forman un trío estelar excepcionalmente raro. Astrónomos chinos y europeos identificaron de forma independiente el sistema alrededor de PSR J0435+3233 y descubrieron que un cambio aparentemente inusual en la rotación del púlsar se debe, en gran medida, a la gravedad de una compañera distante.
Contenido
- Una tercera estrella explica un inusual reloj púlsar
- De una detección en 2020 a la solución de un sistema triple
- Dos órbitas muy distintas
- Por qué la aparente desaceleración inducía a error
- Una compañera visible y escasos rayos gamma
- Las mediciones precisas aún permiten dos geometrías
- Un nacimiento común y una supervivencia difícil
- Qué puede revelar el sistema sobre la gravedad
- Qué sigue sin resolverse
- Puntos clave
Los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia China de Ciencias anunciaron los hallazgos el 9 de octubre de 2026, junto con su publicación en The Astrophysical Journal Letters. El anuncio del descubrimiento describe el objeto como el segundo sistema de púlsar confirmado con dos compañeras estelares y el primer ejemplo primordial confirmado en el que una de ellas sigue atravesando una evolución estelar ordinaria.
Esa distinción es importante. El sistema comparable conocido hasta ahora, PSR J0337+1715, contiene un púlsar y dos enanas blancas. En J0435+3233, la compañera exterior aún no se ha convertido en un remanente compacto. Los investigadores la identifican como una subgigante de tipo G, una estrella con una temperatura similar a la del Sol que ha comenzado a salir de su principal etapa de combustión de hidrógeno.
El descubrimiento también cambia la forma en que los astrónomos interpretan la medición del tiempo del púlsar. Su período de rotación medido aumenta alrededor de un nanosegundo al año, aproximadamente 100 veces más que la tasa observada en púlsares de milisegundo comparables. El nuevo análisis atribuye el inusual cambio observado al movimiento provocado por la estrella exterior, en lugar de considerarlo una medición directa de la rapidez con la que la propia estrella de neutrones está perdiendo velocidad.
De una detección en 2020 a la solución de un sistema triple
El Radiotelescopio Esférico de Apertura de Quinientos Metros de China, conocido como FAST, detectó por primera vez J0435+3233 el 8 de junio de 2020, durante su Sondeo Comensal de Radioastronomía FAST. Las observaciones de seguimiento confirmaron que el púlsar tenía una compañera cercana y que su comportamiento temporal requería una explicación más completa.
La investigación se desarrolló durante varios años. Los equipos usaron observaciones de radio y archivos astronómicos públicos para relacionar el púlsar con objetos visibles en otras longitudes de onda:
- 8 de junio de 2020: FAST detectó por primera vez PSR J0435+3233.
- Durante aproximadamente cinco años: las observaciones de FAST generaron 192 mediciones de la llegada de pulsos en 179 sesiones de observación.
- Abril de 2026: los hallazgos que identificaban el sistema binario interior y su inusual comportamiento temporal se publicaron en Nature Astronomy.
- 9 de octubre de 2026: los Observatorios Astronómicos Nacionales anunciaron los hallazgos sobre el sistema triple, publicados en The Astrophysical Journal Letters.
La diferencia entre 179 sesiones y 192 mediciones se debe a la forma en que el artículo de investigación describe los datos, no a que existan dos recuentos incompatibles de lo mismo. El análisis de la medición de tiempos de radio abarca aproximadamente 4,9 años.
La investigación china estuvo a cargo de Zonglin Yang, Han Jinlin y colegas de varias instituciones. Un equipo europeo independiente, integrado por científicos de Alemania, Países Bajos, Francia y Reino Unido, llegó a la misma conclusión básica sobre la tercera estrella.
Dos órbitas muy distintas
J0435+3233 es un sistema triple jerárquico. Esto significa que dos objetos forman una pareja relativamente estrecha, mientras un tercero orbita alrededor de ambos a una distancia mucho mayor. En este caso, los objetos interiores son el púlsar, una estrella de neutrones que quedó tras el colapso de una estrella masiva, y una enana blanca de helio, el remanente compacto de una estrella menos masiva.
El púlsar completa una rotación cada 3,20 milisegundos. Su órbita interior dura 8,0 días y tiene una excentricidad de 0,00016, por lo que es casi circular. La excentricidad indica cuánto se alarga una órbita: cero corresponde a un círculo, mientras que los valores cercanos a uno indican trayectorias cada vez más alargadas.
La estrella exterior sigue una trayectoria muy diferente. Su órbita tiene una excentricidad de 0,598, redondeada a 0,6 en el anuncio del observatorio, y dura 73,5 años. Según los dos períodos comunicados, la estrella exterior completa una vuelta aproximadamente en el tiempo que la pareja interior completa 3.350 vueltas.
Los planos orbitales también están inclinados entre sí. El análisis contempla dos geometrías: una con una inclinación mutua de unos 85 grados y otra de unos 54 grados. La primera situaría las órbitas casi en ángulo recto. Los investigadores consideran que la configuración ampliamente separada puede mantenerse estable durante largos períodos, pese a la interacción gravitatoria continua entre los tres cuerpos.
Por qué la aparente desaceleración inducía a error
Los púlsares emiten haces que barren la Tierra a medida que giran y producen pulsos a intervalos regulares. Los astrónomos miden sus tiempos de llegada para seguir tanto la rotación como el movimiento. Un cambio en el intervalo entre pulsos puede reflejar un cambio real en el giro de la estrella, pero también puede deberse a que el púlsar acelera hacia la Tierra o se aleja de ella.
En este sistema, la estrella distante ejerce una fuerza sobre el sistema binario interior mientras los cuerpos se mueven alrededor de su centro de masa común. Ese movimiento cambia el intervalo observado entre los pulsos. La misma aceleración también debería afectar la medición aparente del período orbital interior.
Los investigadores observaron que los cambios relativos en la frecuencia de giro del púlsar y en la frecuencia orbital del sistema binario interior coincidían en aproximadamente un 99%. Esa estrecha coincidencia respalda una causa gravitatoria común, en vez de una pérdida intrínseca inusualmente rápida de energía rotacional.
Interpretaciones anteriores de la aparente desaceleración apuntaban a un campo magnético intenso o a una vía de formación inusual. El análisis del sistema triple limita lo que puede inferirse de esa observación por sí sola: el artículo señala que no es posible medir directamente la desaceleración intrínseca del púlsar porque su efecto está entrelazado con el movimiento orbital exterior. Por tanto, el aumento medido de un nanosegundo al año no equivale a una desaceleración intrínseca demostrada de esa magnitud.
Una compañera visible y escasos rayos gamma
El equipo combinó observaciones de FAST con datos ópticos e infrarrojos de Gaia, Pan-STARRS y 2MASS, además de observaciones del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi. Estas mediciones permitieron relacionar un reloj de radio invisible con una compañera estelar visible y una fuente de rayos gamma.
La contraparte óptica es Gaia DR3 171833395176138240. Su posición y movimiento por el cielo coinciden con la posición y el movimiento medidos del púlsar. La medición de paralaje de Gaia sitúa el sistema a aproximadamente 2,1 kilopársecs, con una incertidumbre de 0,4 kilopársecs, lo que equivale a unos 6.850 años luz.
La temperatura estimada de la estrella es de 5.854 kelvin y su luminosidad equivale a unas 2,1 veces la del Sol. Una estimación basada en sus propiedades estelares le atribuye una masa de 0,98 masas solares, con una incertidumbre de 0,12. Estas mediciones respaldan la identificación de una compañera con una masa y una temperatura similares a las del Sol, pero más avanzada en su evolución.
La fuente del catálogo Fermi 4FGL J0435.5+3232 se encuentra a solo 0,8 minutos de arco del púlsar. Los investigadores confirmaron las pulsaciones de rayos gamma asignando a los fotones una fase de rotación mediante el modelo temporal de FAST. En términos prácticos, comprobaron si las escasas detecciones de alta energía coincidían con la rotación repetitiva del púlsar.
El anuncio del observatorio describe 18 años de observaciones archivadas de Fermi con 160 fotones aprovechables, un promedio de aproximadamente un fotón detectado al mes. El artículo especifica un intervalo de 16,7 años para la medición temporal de rayos gamma usada en el análisis conjunto. Las cifras corresponden, respectivamente, al conjunto de datos del archivo y al intervalo temporal ajustado. Incluso unas detecciones tan escasas pueden ampliar considerablemente el período de observación más allá de las observaciones de radio cuando el modelo de rotación es suficientemente preciso.
Las mediciones precisas aún permiten dos geometrías
El artículo del equipo chino sobre el sistema triple combina mediciones temporales de radio y rayos gamma, cambios en la órbita interior, mediciones de Gaia y restricciones sobre la estrella exterior. También incluye el retardo de Shapiro, el tiempo adicional que tarda la luz al atravesar el campo gravitatorio de una compañera.
Los Observatorios Astronómicos Nacionales afirman que el análisis chino determinó los parámetros orbitales con una precisión unas diez veces mayor que el análisis europeo independiente. Atribuyen esa mejora a la modelización de las interacciones gravitatorias entre las tres estrellas y de varios efectos relativistas. La coincidencia entre los equipos respalda la identificación del sistema, mientras que las alternativas geométricas restantes muestran que todavía no se ha determinado una configuración única y completa.
Para la geometría con una inclinación mutua de unos 85 grados, las masas ajustadas son:
- Púlsar: 1,16 masas solares, con una incertidumbre de 0,05.
- Enana blanca interior: 0,273 masas solares, con una incertidumbre de 0,008.
- Estrella exterior: 0,91 masas solares, con una incertidumbre de 0,05.
Para la geometría alternativa, con una inclinación de unos 54 grados, las estimaciones correspondientes son 1,34 masas solares para el púlsar, 0,305 para la enana blanca y 1,13 para la estrella exterior, con incertidumbres de 0,15, 0,023 y 0,07, respectivamente. Se trata de soluciones alternativas del modelo, no de pruebas de que haya cambiado la masa de alguna estrella.
Un nacimiento común y una supervivencia difícil
Los investigadores favorecen un origen en el que las tres estrellas se formaron juntas a partir de la misma nube. El sistema se encuentra en el campo galáctico, no en un cúmulo estelar denso, por lo que una formación posterior a través de encuentros cercanos resulta menos probable. Su origen primordial es una inferencia sobre su evolución, no un acontecimiento observado directamente.
Según la historia propuesta, la estrella original más masiva tenía una masa equivalente a unas 20 veces la del Sol. Consumió su combustible rápidamente y explotó, dejando la estrella de neutrones que ahora se observa como un púlsar. La progenitora de la enana blanca interior comenzó con varias veces la masa del Sol. La estrella exterior, cuya masa inicial era aproximadamente igual a la del Sol, evolucionó más lentamente.
La supervivencia al nacimiento de la estrella de neutrones no estaba garantizada. Una supernova expulsa masa de un sistema y puede dar velocidad a la estrella de neutrones recién nacida. Ambos efectos pueden desintegrar un sistema múltiple. El análisis evolutivo estima que la probabilidad de que el sistema siguiera unido era de solo alrededor del 35%, incluso en un escenario sin impulso, lo que ilustra las exigentes condiciones necesarias para sobrevivir.
La mayor distancia de la estrella exterior ayudó a mantenerla separada de la evolución de la pareja cercana, pero la distancia por sí sola no garantiza la supervivencia cuando una supernova altera el equilibrio gravitatorio. Por tanto, la configuración actual refleja tanto un posible origen común como la supervivencia a una muerte estelar destructiva.
El estado final previsto es menos dramático. Yang y sus coautores describen el resultado en su resumen:
«Finalmente evolucionará hasta convertirse en un sistema formado por una estrella de neutrones y dos enanas blancas».
No se indica una fecha para esa transición. Se trata de una proyección a lo largo de escalas temporales de evolución estelar, no de un acontecimiento previsto durante la actual campaña de observación.
Qué puede revelar el sistema sobre la gravedad
Un púlsar con dos compañeras estelares ofrece una forma de medir cómo actúa la gravedad sobre objetos con estructuras internas muy distintas. Una estrella de neutrones concentra una gran masa en un volumen extremadamente pequeño, mientras que una enana blanca y una subgigante son mucho menos compactas.
Los Observatorios Astronómicos Nacionales señalan que el sistema podría servir como laboratorio para poner a prueba el principio de equivalencia fuerte. En términos sencillos, este principio plantea si los cuerpos caen de la misma manera en un campo gravitatorio externo, incluso cuando su energía de enlace gravitatorio es muy distinta. La compañera exterior proporciona ese campo para la pareja interior.
Las mediciones repetidas de los pulsos podrían ayudar a los investigadores a buscar pequeñas diferencias entre el movimiento previsto y el observado. Sin embargo, el descubrimiento actual no constituye un nuevo resultado de una prueba anunciada ni una evidencia en contra de la relatividad general. Establece la existencia de un sistema cuyas interacciones medibles podrían permitir pruebas futuras.
También es necesario precisar el alcance de la afirmación sobre su rareza. J0435+3233 se describe como el segundo sistema triple de púlsar confirmado con dos compañeras estelares. Los sistemas de púlsar con planetas o con un objeto exterior de muy baja masa pertenecen a otra categoría. El ejemplo estelar anterior, J0337+1715, ya ha permitido realizar pruebas de gravedad; la subgigante en evolución hace de J0435+3233 un caso distinto.
Qué sigue sin resolverse
Los investigadores solo han observado una parte de la órbita exterior, que dura 73,5 años. El intervalo de medición temporal de rayos gamma abarca alrededor del 23% de ese período, mientras que el de radio cubre cerca del 7%. Esos porcentajes explican por qué resulta valioso contar con un largo registro de archivo y por qué siguen siendo importantes las observaciones continuas.
Los datos de Gaia y las mediciones del púlsar indican una separación proyectada de aproximadamente 11.000 segundos luz, con una incertidumbre de 2.000 segundos luz. El movimiento relativo sugiere que esta separación en el cielo está disminuyendo. Se trata de una medición proyectada, no de la distancia total entre la estrella y la pareja interior.
El artículo también advierte que el movimiento orbital podría introducir un error sistemático en la medición de paralaje de Gaia. Un seguimiento más prolongado que tenga en cuenta explícitamente la órbita exterior podría mejorar la estimación de la distancia y ayudar a distinguir entre las dos geometrías posibles.
No se ha anunciado un plazo para resolver esas alternativas ni un calendario para una nueva prueba de gravedad. Lo que sí se ha establecido es una configuración excepcional: una estrella de neutrones de rápida rotación, una enana blanca de helio cercana y una subgigante distante cuya gravedad explica los desconcertantes cambios en la medición temporal.
Puntos clave
- FAST descubrió PSR J0435+3233 el 8 de junio de 2020; los hallazgos sobre el sistema triple se anunciaron el 9 de octubre de 2026.
- El púlsar gira cada 3,2 milisegundos y comparte con una enana blanca una órbita casi circular de ocho días.
- Una subgigante con una masa aproximadamente igual a la del Sol sigue una órbita exterior alargada de 73,5 años.
- La compañera exterior explica el inusual gran cambio observado en el intervalo entre pulsos; no se ha determinado directamente la desaceleración intrínseca.
- Equipos chinos y europeos confirmaron de forma independiente el trío estelar, pero siguen siendo posibles dos geometrías orbitales.
- El sistema es candidato para futuras pruebas de gravedad y, según las previsiones, acabará formado por una estrella de neutrones y dos enanas blancas. ]
