¿Estrella de neutrones ligera o algo completamente diferente?

Las estrellas que son al menos unas tres veces más pesadas que el sol sufren un final espectacular. Consiguen utilizar todos los elementos, hasta el hierro, como combustible en varios caparazones de su interior. Su núcleo, que sólo tiene 10.000 kilómetros de diámetro, suele estar formado por hierro y elementos más pesados. Lo que ocurra ahora con la estrella moribunda depende principalmente de este núcleo. Cuando supera el límite de Chandrasekhar de 1,44 masas solares, su materia ya no puede resistir su propia gravedad y la estrella colapsa en una estrella de neutrones.

Su materia se comprime con tanta fuerza que los electrones de la corteza atómica se fusionan con los protones del núcleo atómico para formar neutrones (en el proceso se liberan neutrinos electrónicos). Al mismo tiempo, el núcleo expulsa su envoltura en una gigantesca explosión, una supernova. Una estrella de neutrones es un objeto muy compacto: hasta 3 masas solares están contenidas en una esfera de 20 kilómetros de diámetro. Un centímetro cúbico de ella pesa tanto como un cubo de hierro con una longitud de arista de un kilómetro. En la superficie, la gravedad es 200 mil millones de veces más fuerte que en la Tierra. Si un objeto cayera al suelo desde una altura de un metro, chocaría con el suelo tras un microsegundo a 7,2 millones de kilómetros por hora.

Por tanto, las estrellas de neutrones tienen al menos 1,44 veces la masa del sol y un radio de sólo unas decenas de kilómetros, lo que las convierte en los objetos más densos del universo. En la mayoría de los casos, su masa está entre 1,17 y 2,35 veces la del Sol. Pero en medio de un remanente de supernova conocido como HESS J1731-347, los investigadores han encontrado ahora un cadáver estelar mucho más ligero. Un artículo publicado en Nature Astronomy informa sobre esta pequeña y extremadamente ligera estrella de neutrones, que tiene un radio de unos 10 km y una masa de sólo el 77% de la del Sol.

Victor Doroshenko y sus colegas han calculado la masa de esta estrella de neutrones, lo que supone un reto para la comprensión actual de la física estelar. Los autores sostienen que este objeto podría no ser una estrella de neutrones normal, sino un objeto más exótico -y no descubierto hasta ahora- llamado «estrella extraña», una hipotética estrella hecha de material de quarks.

En teoría, dado que aún no se han detectado objetos de este tipo, cualquier estrella de neutrones podría convertirse en una estrella de quarks si su masa se aproxima al llamado límite Tolman-Oppenheimer-Volkoff sin superarlo. Este límite está entre 1,5 y 3 masas solares. Los físicos se interesan por las estrellas de quarks porque deben ser uno de los pocos lugares en los que también puede existir una hipotética materia extraña. Está formado por los quarks extraños que pertenecen al modelo estándar de la física. La materia extraña, si es lo suficientemente pesada con más de 1000 masas de protones, debería ser estable.

¿Cómo pudieron Doroshenko y compañía pesar la estrella de neutrones? Normalmente, sólo se muestran a través de los rayos X que emiten. Con su diámetro típico, son demasiado pequeños para ser visualizados en el telescopio. Sin embargo, una estrella brillante encontrada recientemente en el mismo lugar (HESS J1731-347) permitió a Doroshenko y a sus coautores determinar la distancia al par de estrellas y, por tanto, la masa de la estrella de neutrones y la densidad de la materia en su interior.

El púlsar PSR B1257+12 tiene incluso un sistema planetario (representación artística)

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris es físico y especialista en el espacio. Lleva mucho tiempo preocupado por las cuestiones espaciales, tanto a nivel profesional como privado, y aunque quería ser astronauta, tuvo que quedarse en la Tierra por diversas razones. Le fascina especialmente el "qué pasaría si" y a través de sus libros pretende compartir historias convincentes de ciencia ficción dura que podrían suceder realmente, y que algún día podrían suceder. Morris es autor de varias novelas de ciencia ficción de gran éxito de ventas, como la serie Enceladus.

    Brandon es un orgulloso miembro de la Science Fiction and Fantasy Writers of America y de la Mars Society.