Cuásares y púlsares: no tienen nada que ver (y por qué)

Los cuásares y púlsares aparecen juntos en todas partes y no tienen absolutamente nada que ver. Un cuásar es una galaxia entera alimentando un agujero negro monstruoso a miles de millones de años luz; un púlsar es el cadáver de una estrella, de veinte kilómetros de ancho, girando en nuestro propio barrio galáctico. Lo único que comparten es la década en la que aparecieron —los sesenta—, que a nadie le cuadraban con nada conocido, y que en ambos casos hubo quien pensó, en serio, que podían ser artificiales.

La respuesta corta, en una tabla

Si solo venías a por eso, ya lo tienes. Lo interesante es por qué siguen apareciendo juntos sesenta años después, y qué hace especial a cada uno.

Los dos son hijos de la misma década, y del mismo susto

En los años cincuenta, la radioastronomía empezó a encontrar en el cielo fuentes de ondas de radio que no correspondían a nada visible. Eran puntos, no manchas, y algunos emitían cantidades absurdas de energía. Toda una generación de astrónomos se pasó una década intentando averiguar qué eran esas cosas, y las dos respuestas llegaron con cuatro años de diferencia.

En 1963, Maarten Schmidt consiguió leer el espectro de una de esas fuentes, la catalogada como 3C 273. Las líneas no encajaban con ningún elemento conocido hasta que se dio cuenta de que sí encajaban, pero desplazadas una barbaridad hacia el rojo. Ese desplazamiento significaba que el objeto estaba a miles de millones de años luz, y si se veía tan brillante desde ahí, tenía que emitir como cientos de galaxias juntas desde un punto minúsculo. Nadie sabía cómo era eso posible.

En 1967, Jocelyn Bell Burnell encontró una señal que llegaba puntual cada 1,3373 segundos, con una regularidad que ningún fenómeno natural conocido podía producir. Su grupo llegó a etiquetarla como LGM-1, de Little Green Men, medio en broma. La historia completa de aquel episodio está en el artículo sobre las señales del cosmos que parecieron extraterrestres.

Los dos misterios acabaron teniendo la misma explicación de fondo, y ahí está lo bonito: gravedad extrema. En un caso, materia cayendo hacia un agujero negro; en el otro, materia comprimida hasta el límite de lo que la física permite. Pero los objetos resultantes no se parecen en nada.

El cuásar: el motor más eficiente que conocemos

Un cuásar es el núcleo de una galaxia cuyo agujero negro supermasivo está engullendo material a un ritmo brutal. Ese material no cae directamente: forma un disco que gira, se comprime y se calienta por rozamiento hasta millones de grados, y en ese proceso convierte en radiación una fracción de masa muy superior a la que consigue la fusión nuclear de una estrella. Por eso una región del tamaño de nuestro sistema solar puede brillar más que la galaxia entera que la rodea.

El récord actual lo tiene J0529-4351, caracterizado en 2024 con el Very Large Telescope: más de 500 billones de veces la luminosidad del Sol, y un agujero negro central que engorda al ritmo del equivalente a un Sol al día. Es el objeto más luminoso que se ha observado nunca.

El primero que se identificó, 3C 273, sigue siendo el más brillante visto desde aquí: magnitud aparente 12,9, al alcance de un telescopio de aficionado decente, y está a unos 2.400 millones de años luz. Esa combinación es la que descolocó a Schmidt: para verse así de lejos tenía que emitir del orden de cuatro billones de veces la luz del Sol. Hoy se conocen más de un millón de cuásares catalogados.

Hay un detalle que suele pasarse por alto: todos los cuásares están lejísimos, y eso no es casualidad. Mirar lejos es mirar atrás en el tiempo, así que verlos solo a gran distancia significa que abundaban cuando el universo era joven y ya casi no quedan. Un cuásar es una fase de juventud de las galaxias, no un tipo de objeto aparte. Está explicado a fondo en el artículo sobre las galaxias activas y por qué cuásar, blazar y radiogalaxia son el mismo objeto. La Vía Láctea también tiene su agujero negro supermasivo: lo que no tiene es suficiente material cayendo para encenderlo.

El púlsar: una ciudad que gira 716 veces por segundo

Al otro lado del abismo de escalas está el púlsar, y para entenderlo hay que empezar por lo que queda cuando una estrella masiva explota como supernova. Si el núcleo que sobrevive tiene alrededor de 1,4 masas solares, la gravedad lo aplasta hasta que los electrones y los protones se fusionan en neutrones y toda esa masa cabe en una esfera de unos 20 kilómetros. Una cucharadita de ese material pesaría aquí mil millones de toneladas.

La rotación viene de regalo, por conservación del momento angular. La estrella original giraba despacio, pero al comprimirse de un millón de kilómetros a veinte, gira desbocada por el mismo motivo que una patinadora acelera al pegar los brazos al cuerpo. El campo magnético se concentra de la misma manera, hasta valores que no existen en ningún otro sitio del universo conocido: entre cien millones y, en los casos extremos llamados magnetares, mil billones de veces el campo magnético terrestre. Se han catalogado ya más de 3.000 púlsares, casi todos dentro de la Vía Láctea. Tienes la física de estos objetos desarrollada en el artículo sobre estrellas de neutrones y púlsares.

Y aquí está la clave del «pulso»: el eje magnético del objeto no coincide con su eje de rotación, igual que en la Tierra el norte magnético no está en el polo geográfico. Los haces de radiación salen por los polos magnéticos y giran con el objeto, barriendo el espacio. Si por casualidad uno de esos haces apunta hacia nosotros una vez por vuelta, vemos un destello. Es exactamente un faro: la fuente no parpadea, es el haz el que pasa.

Para qué sirven los púlsares (que es la parte que nadie cuenta)

Un cuásar es espectacular pero, a efectos prácticos, es algo que se mira. Un púlsar se usa, y en tres cosas concretas que merecen contarse.

Como mapa. Las placas que llevan a bordo las sondas Pioneer, y el disco de las Voyager, incluyen un diagrama de catorce púlsares con sus frecuencias anotadas en binario. La idea es que cualquiera que las encuentre pueda triangular de dónde salieron, porque cada púlsar tiene un ritmo propio e inconfundible y todos se van frenando de forma predecible: sirven de mapa y de fecha a la vez.

Como GPS interplanetario. En 2018, la NASA demostró con el experimento SEXTANT, a bordo de la Estación Espacial, que se puede navegar de forma autónoma usando púlsares de rayos X. Durante un ensayo de poco más de dos días, el sistema determinó su posición con un error inferior a 10 kilómetros sin ayuda de la Tierra. Para una nave en el sistema solar exterior, donde una señal tarda horas en ir y volver, eso es exactamente lo que hace falta.

Como detector de ondas gravitacionales. Es el uso más elegante. Si una onda gravitacional de muy baja frecuencia atraviesa la galaxia, estira y encoge ligeramente el espacio entre nosotros y cada púlsar, y eso adelanta o retrasa la llegada de sus pulsos en milmillonésimas de segundo. Vigilando decenas de púlsares a la vez durante años se puede detectar ese patrón. En 2023, varias colaboraciones internacionales anunciaron a la vez las primeras evidencias de un fondo de ondas gravitacionales medido así, una de ellas con quince años de datos de 68 púlsares. La galaxia entera funcionando como un único instrumento.

Lo que todavía no sabemos

De los púlsares, lo más básico: qué hay dentro. La densidad en el núcleo de una estrella de neutrones supera la de un núcleo atómico, y a esas presiones nadie sabe con seguridad en qué estado está la materia. Puede que los neutrones se descompongan en sus quarks, puede que aparezcan partículas exóticas, puede que no. Es un régimen que no se puede reproducir en ningún laboratorio, así que la única forma de acotarlo es medir masas y radios de estrellas de neutrones reales con mucha precisión.

De los cuásares, la pregunta abierta es de dónde salieron sus agujeros negros. Se han encontrado con miles de millones de masas solares cuando el universo tenía apenas unos cientos de millones de años, y no hay forma clara de engordar tanto tan rápido partiendo de una estrella muerta corriente. Se barajan semillas mucho más masivas formadas por colapso directo de nubes de gas, pero aún no se ha observado ninguna. Puedes seguir el hilo en la sección de astronomía y en el repaso del destino final de las estrellas.

Preguntas frecuentes sobre cuásares y púlsares

¿Cuál es la diferencia entre un cuásar y un púlsar?

Que no tienen nada que ver. Un cuásar es el núcleo de una galaxia lejana donde un agujero negro supermasivo devora materia y emite más luz que la galaxia entera. Un púlsar es el resto de una estrella muerta, de unos 20 kilómetros, que gira y barre el espacio con un haz de radio. Uno está a miles de millones de años luz; el otro, dentro de nuestra galaxia.

¿Por qué se estudian siempre juntos?

Por su historia, no por su física. Los dos se descubrieron con radiotelescopios en los años sesenta, con cuatro años de diferencia, como fuentes puntuales que no encajaban con nada conocido. Y en ambos casos la explicación resultó ser la gravedad llevada al extremo, aunque de formas completamente distintas.

¿Qué es lo que hace pulsar a un púlsar?

Que su eje magnético no coincide con su eje de rotación. La radiación sale por los polos magnéticos y gira con el objeto, de modo que si uno de esos haces apunta hacia la Tierra una vez por vuelta, vemos un destello. El púlsar no se enciende y se apaga: es el haz el que pasa por delante, exactamente como un faro.

¿Cuál es el púlsar más rápido conocido?

PSR J1748-2446ad, que da 716 vueltas por segundo. A esa velocidad, su ecuador se mueve aproximadamente a la cuarta parte de la velocidad de la luz. Para comparar: es como si la Tierra completara casi dos giros por segundo en lugar de uno al día.

¿Hay cuásares cerca de nosotros?

Prácticamente no, y por un motivo interesante: como mirar lejos es mirar al pasado, encontrarlos solo a grandes distancias significa que abundaban cuando el universo era joven y hoy quedan muy pocos activos. Un cuásar es una etapa temprana en la vida de una galaxia, no una clase distinta de objeto.

¿Para qué sirven los púlsares?

Como referencia de tiempo, casi al nivel de un reloj atómico; como sistema de navegación autónoma en el espacio, demostrado por la NASA en 2018 con precisión mejor de 10 kilómetros; y como detectores de ondas gravitacionales de muy baja frecuencia, midiendo cómo se adelantan o retrasan sus pulsos. También sirven de mapa: las placas de las sondas Pioneer usan catorce de ellos para indicar de dónde vienen.