Descubrimiento astronómico: un púlsar «viuda negra» devora lentamente a su compañera estelar
Un equipo internacional de astrónomos ha detectado un púlsar de milisegundo que arranca materia a su diminuta compañera, en un baile orbital tan violento como fascinante. El hallazgo abre una ventana única para estudiar la física extrema de las estrellas de neutrones y la materia más densa del universo.
Por Enrique Coperías
Ilustración artística del sistema PSR J1544−2555, un púlsar viuda negra que emite potentes haces de radiación mientras arranca materia a su pequeña estrella compañera en una órbita de apenas 2,7 horas. / Crédito: DALL-E / Inspirado en datos del estudio publicado en arXiv
En el inmenso teatro cósmico, donde las estrellas nacen y mueren en violentas coreografías, hay protagonistas particularmente inquietantes: los púlsares de tipo viuda negra. Estas estrellas de neutrones giratorias, restos compactos de supernovas, giran a velocidades vertiginosas y someten a sus pequeñas compañeras a un proceso de erosión despiadado, arrancándoles materia hasta casi hacerlas desaparecer.
Un equipo internacional de astrónomos acaba de añadir un nuevo miembro a esta extraña familia: PSR J1544−2555, un púlsar de milisegundo que late cada 2,4 milisegundos y orbita a su víctima estelar en apenas dos horas y cuarenta minutos.
El descubrimiento, liderado por Sergio Belmonte Díaz (Universidad de Mánchester) y publicado en arXiv, se logró gracias a observaciones en diferentes rangos de la radiación (óptico, radio, rayos X y gamma). No solo añade un nuevo ejemplo a la lista de sistemas binarios extraños conocidos, sino que también ofrece pistas sobre la evolución de las estrellas más extremas y sobre los límites de la materia en condiciones de densidad extrema.
El corazón ultrarrápido de una estrella de neutrones
Para entender la trascendencia de este hallazgo conviene recordar qué es un púlsar. Cuando una estrella masiva agota su combustible y explota como supernova, deja atrás un núcleo colapsado: una estrella de neutrones, tan compacta que una cucharadita de su materia pesa lo mismo que una montaña.
Algunas de estas estrellas giran a gran velocidad y emiten haces de radiación desde sus polos magnéticos. Al rotar, esos haces barren el espacio como el faro de un puerto cósmico, y desde la Tierra los percibimos como pulsos regulares: de ahí el nombre de púlsar.
Los llamados púlsares de milisegundo son los más veloces del grupo, capaces de girar centenares de veces por segundo. La teoría más aceptada sostiene que alcanzan estas velocidades en un proceso de reciclaje estelar: tras formarse, permanecen en un sistema binario y extraen materia estelar de su compañera. Esa transferencia de gas actúa como un impulso que acelera la rotación del púlsar. Una vez agotada la fase de acreción, el sistema queda formado por un púlsar ultrarrápido y una compañera estelar moribunda, deformada y abrasada por la radiación.
¿Qué es un púlsar viuda negra?
Dentro de los púlsares de milisegundo binarios hay una subclase apodada arañas que se divide en dos familias:
✅ Las arañas de lomo rojo, con compañeras algo más masivas, parecidas a estrellas enanas de tipo M.
✅ Las viudas negras, que tienen compañeras mucho más ligeras, con masas por debajo de una décima parte del Sol.
El nombre no es casual: al igual que la araña viuda negra devora al macho tras la cópula, el púlsar devora lentamente a su estrella compañera, reduciéndola a una sombra de lo que fue. En algunos casos extremos, la estrella secundaria podría acabar destruida por completo, dejando al púlsar solitario.
Estos sistemas son laboratorios astrofísicos privilegiados, ya que permiten poner a prueba teorías sobre la materia en condiciones extremas. Además, como algunos albergan estrellas de neutrones masivas, resultan cruciales para limitar cuál es la ecuación de estado de la materia nuclear densa: la relación entre presión, densidad y temperatura en el corazón de estos objetos.
El hallazgo de PSR J1544−2555
El descubrimiento de PSR J1544−2555 comenzó en los datos aportados por el telescopio espacial Fermi, en órbita desde 2008. Su Large Area Telescope (LAT) ha identificado miles de fuentes de rayos gamma, muchas de ellas púlsares.
En el catálogo más reciente, unas 2.600 fuentes permanecen sin identificar: puntos brillantes cuyo origen exacto no está claro. Entre ellos, algunos muestran características espectrales sospechosamente parecidas a las de un púlsar.
La fuente 4FGL J1544.2−2554 era uno de esos casos. No mostraba variaciones típicas de los núcleos activos de galaxias —la otra gran clase de emisores gamma— y exhibía un espectro curvado característico de los púlsares. Eso despertó las sospechas de los investigadores, que decidieron rastrear la zona en busca de una contrapartida óptica.
Características del sistema binario
El primer paso llegó con las observaciones de ULTRACAM, un fotómetro astronómico ultrarrápido montado en el telescopio NTT del Observatorio Europeo Austral, en La Silla (Chile).
Entre abril y junio de 2022, y de nuevo en febrero de 2024, el equipo recopiló nueve horas de datos en tres filtros simultáneos. El análisis arrojó una señal inconfundible: una estrella que variaba de brillo con un periodo de 2,7 horas.
Ese patrón, unido a la amplitud de las variaciones, encajaba con lo esperado para una viuda negra: una compañera estelar calentada de manera extrema en la cara que mira al púlsar y más fría en el hemisferio opuesto. La hipótesis quedaba servida.
La prueba definitiva vino del cielo del hemisferio sur. El 7 de junio de 2023, el equipo apuntó el radiotelescopio MeerKAT, en Sudáfrica, hacia la fuente. Entre los datos de una hora de observación emergió la señal inequívoca: un tren de pulsos de radio con un periodo de 2,39 milisegundos.
Era la firma de un púlsar de milisegundo. El hecho de hallarlo en un sistema binario compacto confirmaba que se trataba de una viuda negra. El hallazgo se consolidó con observaciones posteriores usando otros grandes radiotelescopios: Parkes (Australia), Effelsberg (Alemania) y Nançay (Francia). Gracias a ellas fue posible reconstruir con precisión la órbita estelar y confirmar eclipses astronómicos periódicos, provocados por el material que la compañera lanza al espacio y que bloquea los pulsos de radio durante parte del ciclo.
La imagen está basada en observaciones del telescopio espacial Fermi, en órbita desde 2008. Su Large Area Telescope (LAT) permitió identificar la fuente de rayos gamma que condujo al descubrimiento del púlsar viuda negra PSR J1544−2555. Cortesía: ESA/D. Ducros
El eco de dieciséis años de rayos gamma
Con la solución orbital en la mano, los astrónomos aplicaron técnicas de sincronización al archivo completo de datos del Fermi-LAT, acumulados durante dieciséis años. De ese océano de fotones emergieron los pulsos gamma del nuevo púlsar, alineados con los de radio y revelando un perfil doble característico.
Además, el análisis mostró que el periodo orbital del sistema no es estable: presenta pequeñas variaciones a lo largo del tiempo, un fenómeno común en los púlsares araña. Se cree que se debe a cambios en la estructura interna de la compañera estelar, que alteran su momento cuadrupolar gravitatorio y, en consecuencia, la dinámica de la órbita.
El telescopio de rayos X eROSITA, a bordo del satélite rusoalemán Spectrum-X-Gamma (SRG), también detectó la fuente. Aunque el número de fotones era demasiado bajo para extraer pulsaciones, la emisión parecía de origen no térmico, probablemente generada en los choques intrabinarios: regiones donde el viento relativista del púlsar choca con el gas arrancado a la estrella compañera. Ese mismo proceso explicaría que el sistema aparezca más azul en los momentos de mínimo brillo óptico: la radiación sincrotrón de los electrones acelerados añade un toque energético al espectro.
Disección de la compañera estelar
Belmonte y su equipo modelaron la curva de luz usando el código Icarus, que simula cómo la irradiación del púlsar calienta y deforma a su compañera. Los mejores ajustes se obtuvieron con un modelo de manchas calientes que sugiere zonas localizadas de mayor temperatura, probablemente debidas a una geometría compleja en la interacción entre el viento del púlsar y la atmósfera estelar.
Los parámetros derivados apuntan a una compañera con apenas una décima parte de la masa solar, hinchada y calentada en la cara iluminada hasta unos 6.000 ºC, mientras el hemisferio nocturno se enfría a unos 2.000 ºC.
La distancia estelar estimada al sistema ronda los 2.000 años luz, algo mayor que las predicciones basadas en la medida de dispersión del gas interestelar.
Diagrama de localización que muestra la ubicación de la fuente variable periódica en el campo de observación de ULTRACAM. Cortesía: Sergio Belmonte Diaz et al.
Un laboratorio de física extrema
Más allá del interés anecdótico de bautizar a otra viuda negra, este tipo de descubrimientos tienen implicaciones de calado. Los sistemas araña parecen albergar estrellas de neutrones masivas, en ocasiones por encima de dos veces la masa del Sol. Si esas medidas se confirman, pondrían a prueba muchas teorías sobre la materia ultradensa.
Además, el hallazgo de PSR J1544−2555 confirma la eficacia de la estrategia combinada: usar los catálogos del telescopio Fermi para identificar candidatos, rastrear variabilidad óptica con telescopios sensibles y culminar con observaciones de radioastronomía para detectar los pulsos. Es, de hecho, la primera viuda negra confirmada en radio tras haber sido señalada antes como candidata óptica.
Quedan todavía cientos de fuentes de rayos gamma sin identificar en los catálogos de Fermi, y cada una de ellas podría ocultar un púlsar exótico. Con la llegada de telescopios ópticos de nueva generación, como el Vera Rubin Observatory, y radiotelescopios gigantes, como el Square Kilometre Array (SKA), la caza de viudas negras cósmicas promete intensificarse.
Cada nuevo ejemplar no es solo un punto en un listado: es un banco de pruebas de física fundamental, un escenario para estudiar cómo se comporta la materia nuclear más allá de lo que podemos recrear en laboratorios terrestres, y un recordatorio de que el universo extremo combina la violencia con una precisión de relojería.
Una ironía cósmica
En la mitología popular, la viuda negra devora al macho tras la cópula. En el cosmos, el papel se invierte: aquí es la estrella muerta —una esfera de apenas 20 kilómetros de diámetro pero con la masa del Sol— la que va despojando a su compañera de vida. Un baile orbital de unas pocas horas que se repetirá durante millones de años, hasta que la víctima quede reducida a una mota de gas, un recuerdo de la estrella que fue.
Con PSR J1544−2555, la lista de púlsares viuda negra suma un nuevo nombre. Pero más que una estadística, representa un avance en la comprensión de los mecanismos que rigen la evolución estelar y los límites de la física de la materia densa.
Una ventana a la violencia callada de los confines del universo, donde incluso las estrellas muertas siguen marcando el compás del cosmos. ▪️
Fuente: Sergio Belmonte Diaz et al. Multiwavelength observations of a new black-widow millisecond pulsar PSR J1544-2555. arXiv (2025). DOI:
https://doi.org/10.48550/arXiv.2509.09605
