Las estrellas de neutrones son remanentes estelares surgidos por el colapso gravitatorio de estrellas supergigantes masivas.
Las estrellas de neutrones son, de acuerdo a los científicos especializados en asuntos astronómicos, una clase de remanente estelar surgido como consecuencia del colapso gravitatorio de estrellas supergigantes de carácter masivo. Este fenómeno se desencadena una vez que ellas agotaron el combustible presente en sus núcleos y explotaron como una supernova en alguna de sus formas.
En estos restos (cuya temperatura es muy elevada) hay, además de neutrones, un contenido denso a base de otras clases de partículas, pudiéndose detectar en ellos kaones, piones, electrones o protones.
También hay que resaltar que en numerosas estrellas de neutrones se ha detectado una capacidad para girar a gran velocidad y emitir rayos de radiación electromagnética, los cuales pueden llegar a contemplarse como púlsares. Claro que se han detectado otras de significativa antigüedad que no irradian demasiado y son frías.
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ResumenCaracterísticas de las estrellas de neutrones
Las estrellas de neutrones, que conforman una población cercana a las mil millones de unidades dentro de la Vía Láctea, presentan diferentes características que vale la pena conocer.
Uno de sus rasgos distintivos es su resistencia al colapso gravitacional gracias a la llamada presión de degeneración cuántica (materia degenerada) enlazada al principio de exclusión de Pauli. Esa firmeza se obtiene, asimismo, de la presión que se genera en función de la porción repulsiva de la fuerza nuclear fuerte que implica a los bariones.
Si bien ya se ha ido acumulando información relevante y útil en torno a las estrellas de neutrones, todavía restan investigaciones y procesos más exhaustivos de observación y análisis para confirmar si sus núcleos tienen coincidencias con la estructura de las capas exteriores o si hay en ellos plasma quark-gluón.
Se cree que toda estrella perteneciente a la secuencia principal tiene chances de pasar a ser una estrella de neutrones si cumple un requisito básico: presentar una masa inicial que supere las ocho masas solares. Al separarse de la secuencia principal una vez concluida la etapa de fusión de hidrógeno, la estrella experimenta un aumento térmico en su parte central (núcleo), propiciándose así otras clases de fusiones. Después hay una fase de inestabilidad en el núcleo, que sigue siendo receptor de materiales pesados y se termina excediendo de este modo el límite de masa de Chandrasekhar.
Con un sistema binario como punto de partida también es posible el surgimiento de estrellas de neutrones. Desde la mirada de determinados científicos, podría existir entre las estrellas de neutrones y un agujero negro un estado o una formación intermedia, bautizada como estrella de quarks.
Entre el polvo y restos de una supernova conocida como 1987A se ha detectado a una estrella de neutrones.
Importancia
Quienes se dedican a la Física consideran sumamente importante prestarle atención a las estrellas de neutrones y seguir de cerca sus particularidades ya que a través de ellas se pueden profundizar e incorporar saberes en relación a cómo se comporta en el universo la materia que presenta una elevada densidad.
Gracias a estos elementos se aprende sobre el ciclo de vida estelar y los componentes internos de las citadas estrellas de neutrones. Temporadas atrás, por indicar un caso concreto, examinando por dentro (gracias a un fallo) el Púlsar de Vela se determinó la existencia de una franja interna en la zona de la corteza integrada por una mezcla de neutrones superfluidos capaz de provocar los giros de la estrella. También hay otra porción de superfluido moviéndose en el núcleo y haciendo reducir la velocidad de la estrella al girar.
Tipos de estrellas de neutrones
Al día de hoy se ha logrado distinguir entre diferentes tipos de estrellas de neutrones.
Una de estas variedades es la estrella de neutrones radiosilenciosa. Observada desde la Tierra, ella supuestamente no genera radiación a base de ondas de radio. De todas maneras, se mantiene visible mediante una radiación electromagnética en otros sectores del espectro electromagnético, especialmente por emisión de rayos gamma y emisión de rayos X.
La detección de exoplanetas orbitando a estrellas de neutrones permite la identificación y el conocimiento de planetas de púlsares.
Existe, asimismo, una clase de estrella de neutrones que se conoce como magnetar. Ésta posee un campo magnético muy potente y es capaz de expulsar, en un lapso muy corto, una cantidad gigantesca de alta energía bajo la modalidad de rayos gamma y X.
Hace no mucho tiempo, por otra parte, unos científicos teorizaron sobre un estilo novedoso de estrella de neutrones. Se trató de una formación exótica y masiva que probablemente nazca de la fusión de un par de estrellas de neutrones, evitándose de modo temporal (de alrededor de entre un año y una década) un destino como agujero negro tras el colapso de las estructuras estelares. Para estos expertos, de superar el límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff la estrella de neutrones tendría chances de no colapsar si se lograra desarrollar con un campo magnético que alcance una fortaleza superior a la que exhibe el campo magnético del sol.
Apelando a la precisión del telescopio espacial James Webb, por sumar otro dato más, se descubrió en el remanente de la supernova 1987A una estrella de neutrones escondida entre restos de polvo.
Investigación y observación
Es constante el interés y el trabajo científico en materia de detección, observación e investigación de estrellas de neutrones.
Hace algunas temporadas, por ejemplo, se hizo hincapié detalladamente en los nucleones para establecer adecuadamente su estructura y averiguar qué efecto genera la fuerza nuclear fuerte entre ellos. En ese contexto, un equipo de investigadores centró su atención en las estrellas de neutrones a fin de entender si en ellas se acumula, y de qué modo, materia oscura. Incluso, los esfuerzos se dirigieron al análisis de colisiones de materia oscura en una franja de dichas estrellas, que a partir de entonces están consideradas valiosas para la detección de materia oscura.
Por otra parte, modernos detectores (entre los cuales figura el Observatorio de ondas gravitacionales LIGO) han permitido encontrar combinaciones de estrellas de neutrones y agujeros negros. Previo a este hallazgo, la detección estaba circunscripta a la onda gravitacional (expresión que se emplea en física para identificar a las perturbaciones del espacio-tiempo provocadas por la aceleración de un cuerpo masivo) generadas ya sea por un par de estrellas de neutrones o por uno de agujeros negros, pero no mezclados. Antes de detallar otros conceptos es oportuno recordar que Albert Einstein, al elaborar, plantear y aplicar el contenido de la teoría de la relatividad general, predijo la existencia de dichas ondas gravitacionales.
Tampoco se puede dejar de resaltar que un dúo de estrellas de neutrones se fusionó, marco en el cual hubo una descarga de rayos gamma y se produjo una kilonova (tal como se conoce a la explosión atípica que surge de la fusión de una estrella de neutrones con otra de su estilo o bien con un agujero negro).
Aunque los avances han sido significativos en las últimas décadas, quedan por delante múltiples interrogantes por responder y varias incógnitas por descifrar. Un grupo de radioastrónomos ha divisado un objeto estelar novedoso que podría revolucionar y modificar todo lo creído, hasta el momento, sobre las estrellas de neutrones. Se ha encontrado, de acuerdo al anuncio oficial, un magnetar (variedad de estrella de neutrones cuyo campo magnético tiene la particularidad de ser considerablemente potente) que, a diferencia de otros de su estilo, lanza poderosas ráfagas de energía no con un intervalo de segundos o escasos minutos sino cada poco más de veinte minutos entre unas y otras. Dado su comportamiento, las dudas giran en torno a la naturaleza de ese elemento al cual se sigue examinando con el propósito de seguir resolviendo enigmas del universo.
Conocer la masa de Chandrasekhar es importante ya que su límite determina la clasificación estelar. Si se sobrepasa dicha marca, por ejemplo, no hay chances de aparición de una enana blanca, pero sí puede surgir un agujero negro, una estrella de neutrones y hasta, de acuerdo a una teoría en investigación, una estrella de quarks.
Estrellas de neutrones, objetos de interés para la física
Para comprender más acerca de los procesos estelares capaces de producir diferentes isótopos nucleares, en el Oak Ridge National Laboratory se ha logrado recrear la reacción nuclear propia de la superficie de estrellas de neutrones que engullen la masa de otras de su mismo tipo.
Estos elementos que intrigan, apasionan, estimulan y fascinan tanto a expertos en astrofísica como a especialistas en física nuclear.
Se busca información y se trata de averiguar cada vez más tanto sobre la clase de estrella de neutrones de alta masa (la cual puede ser resultado de una supernova y solamente una veloz rotación podría evitar un colapso inmediato que ocasione un agujero negro) como de la variante clasificada como estrella de neutrones de baja masa.
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