lunes, 24 de septiembre de 2018

Detección en infrarrojo alrededor de una estrella de neutrones

Impresión artística de la estrella de neutrones RX J0806.4-4123
alrededor de la cual se ha encontrado emisión infrarroja.
Crédito: Hubble Space Telescope.
Si lo que os interesan son los objetos exóticos, la Astronomía es vuestro campo y las estrellas de neutrones uno de los objetos a tener muy en cuenta. Se trata de cuerpos del tamaño de ciudades, tan masivas como el Sol o más, formadas prácticamente en su totalidad por neutrones (sí, esas partículas subatómicas que junto a los protones forman los núcleos atómicos), que pueden rotar tan rápido como 625 veces por segundo y que albergan campos magnéticos 1 billón de veces más intensos que la Tierra. Así pues, parece que sí, que exótico o extremo pueden ser buenos adjetivos para definirlas, ¿verdad? Pero, ¿cómo pueden generarse en la naturaleza estos objetos? Hacia el final de la vida de una estrella de más de 8 veces la masa del Sol, ésta posee un núcleo formado por átomos de hierro. Éste tiene una peculiaridad: sólo podemos fusionar átomos más ligeros para formar hierro, o fisionar (romper) átomos más pesados para formar hierro. Así pues, el hierro es, digamos, el final de la cadena. Esto hace que, una vez que una estrella muy masiva tiene un núcleo de hierro se produzca uno de los eventos más espectaculares del Universo, las explosiones de supernovas. En cuestión de décimas de segundo este nucleo de hierro pasa de tener el tamaño de la Tierra a tener el tamaño de una ciudad, y los electrones y los nucleos atómicos "desaparecen" para formar un núcleo atómico gigante formado sólo por neutrones apiñados. Habremos formado una estrella de neutrones.

Ahora bien, imaginad un bailarín o bailarina en rotación con los brazos extendidos. ¿Qué sucede si cierra los brazos? Efectivamente, por leyes de conservación físicas rotará mucho más rápido. Pues lo mismo le pasa a una estrella de neutrones. Al pasar de tener un tamaño equivalente a la Tierra (bailarín con brazos abiertos) a sólo el tamaño de una ciudad (bailarín brazos cerrados) aumenta espectacularmente su velocidad de rotación. Además, las estrellas de neutrones emiten unos chorros de partículas debido a sus campos magnéticos en una dirección determinada. Así, la emisión de estos chorros unidos a su rotación, hace de las estrellas de neutrones unos faros cósmicos perfectos. Unas veces recibimos la radiación del chorro, otras no. De ahí que cuando se descubrieron estos "faros" cósmicos tan precisos se les llamara LGM, del inglés "pequeños hombrecillos verdes".

Estos extraños objetos son generalmente observados en rangos del espectro electromagnético también exóticos, como los rayos X, rayos gamma o radio. Un reciente estudio ha estudiado una estrella de neutrones (RX J0806.4-4123) en el infrarrojo, el rango en el que los humanos emitimos debido a nuestra temperatura, encontrando algo sin precedente. Estos científicos han encontrado una emisión infrarroja claramente vinculada a la estrella y localizada a unas 200 veces el tamaño que separa la Tierra del Sol. Dos son las posibilidades que barajan los astrofísicos que lideran el estudio. Por un lado, podría deberse a la interacción del chorro de partículas con el medio que rodea a la estrella de neutrones, que produciría una onda de choque (las partículas viajan más rápido que el sonido) que generaría esta emisión. De ser así se trataría de la primera "nebulosa del viento de un púlsar" observada en infrarrojo. Por otro lado, barajan la posibilidad de que se trate de material que fue eyectado en el momento de la explosión de supernova y que ha vuelto a los alrededores de la estrella de neutrones, tratándose de la primera detección de este tipo de material alrededor de una estrella de neutrones. Este estudio abre las puertas del estudio infrarrojo de estrellas de neutrones y nos acerca un poco más a la comprensión de la evolución y funcionamiento de las estrellas de neutrones.

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