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El material más fuerte del universo encontrado alrededor de una estrella de neutrones, “la pasta nuclear”.

Universidad Estatal de Pennsylvania

Un proyecto de cooperación internacional de investigación de la Universidad Estatal de Pennsylvania (Penn State), la Universidad McGill y la Universidad de Indiana, captaron una emisión de luz infrarroja de una estrella de neutrones cercana, detectada por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA que podría indicar nuevas características nunca antes vistas.

Imagen que muestra una estrella de neutrones (RXJ086.4-4123) con su disco de polvo caliente que produce una “firma” infrarroja detectada por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA. El disco no fue fotografiado directamente, es una forma de explicar los datos como una hipótesis.
Imagen: NASA

Anteriores investigaciones ya habían demostrado que cuando las estrellas llegan a una cierta edad, pueden explotar y colapsarse en una masa extremadamente densa y hecha fundamentalmente de neutrones. De este modo, objetos que en origen eran igual de grandes que el Sol (cuyo diámetro ronda los 1.400.000 kms) pueden comprimirse en una esfera del tamaño de una ciudad pequeña (estrellas de neutrones). El material, salvajemente comprimido, se vuelve cien billones de veces más denso que cualquier cosa que haya en la Tierra, por lo que no hay forma de estudiarlo en un laboratorio. Y su inmensa gravedad obliga, además, a que sus capas externas se “congelen” en una superficie sólida extremadamente dura y fuerte. En cierto modo, las estrellas de neutrones resultan similares a nuestro planeta, con una fina corteza alrededor de un núcleo líquido.

Esta alta densidad hace que el material que forma una estrella de neutrones, conocido como “pasta nuclear”, tenga una estructura única. Debajo de la corteza, las fuerzas entre los protones y los neutrones hacen que se ensamblen en formas tales como cilindros largos o planos, que son conocidos en la literatura como ‘lasaña’ y ‘espagueti’, de ahí el nombre ‘pasta nuclear’. Juntos, las enormes densidades y extrañas formas hacen que la pasta nuclear sea increíblemente rígida.

Pasta nuclear, la sustancia más dura conocida en el universo. A) Gnocchi (ñoquis), B) Espagueti, C) Waffles y D) Lasagna. Imagen: Universidad McGill

Aunque las estrellas de neutrones generalmente se estudian en radio y emisiones de alta energía, como los rayos X, este estudio demuestra que también se puede obtener información nueva e interesante sobre las estrellas de neutrones estudiándolas en luz infrarroja, dicen los investigadores.

Este estudio podría ayudar a los astrónomos a comprender mejor la evolución de las estrellas de neutrones: los restos increíblemente densos después de que una estrella masiva explota como una supernova.

“Esta estrella de neutrones particular pertenece a un grupo de siete púlsares de rayos X cercanos, apodados “Los Siete Magníficos”, que están más calientes de lo que deberían estar considerando sus edades y el depósito de energía disponible proporcionado por la pérdida de energía de rotación”, dijo Bettina Posselt, profesora de investigación del Departamento de Astronomía y Astrofísica en Penn State y autora principal del artículo. “Observamos un área extendida de emisiones infrarrojas alrededor de esta estrella de neutrones, llamada RX J0806.4-4123, cuyo tamaño total se traduce en aproximadamente 200 unidades astronómicas (aproximadamente 18 mil millones de millas) a la distancia supuesta del púlsar (fuente de radiación electromagnética procedente de un astro extremadamente denso y de pequeño tamaño que emite radiaciones muy breves a intervalos regulares.)”.

Esta es la primera estrella de neutrones en la que se ha visto una señal extendida solo en luz infrarroja. Los investigadores sugieren dos posibilidades que podrían explicar la señal infrarroja extendida vista por Hubble.

El primero es que hay un disco de material, posiblemente en su mayoría polvo, que rodea el púlsar. La segunda explicación posible es una “nebulosa del viento del púlsar”

Un artículo que describe la investigación y las dos posibles explicaciones para el hallazgo inusual aparece en el Astrophysical Journal.

Los hallazgos, aceptados para su publicación en Physical Review Letters, podrían ayudar a los astrofísicos a comprender mejor las ondas gravitacionales. Sus nuevos resultados incluso sugieren que estrellas de neutrones solitarias podrían generar pequeñas ondas gravitacionales.

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