Las incógnitas estrellas de neutrones.

La vida de una estrella se extiende en el tiempo mientras cuente con mecanismos para producir energía. Cuando su combustible se agota y no puede sostener la generación de energía suficiente en su interior, sucumbe ante su propia gravedad y colapsa dando paso a una nueva etapa de su evolución. Muchas estrellas, la mayoría, se convertirán entonces en enanas blancas, pero algunas pocas podrían evolucionar en formas más exóticas y sorprendentes.

Un paso violento antes de la calma.

Al colapsar, las estrellas suficientemente masivas explotan dando lugar a supernovas. Entre este grupo de titanes, las más masivas de todas seguirán el interesante proceso de convertirse en agujeros negros, mientras que aquellas con masas no tan grandes se convertirán en estrellas de neutrones.

Se tratan de cuerpos sumamente densos, incluso alcanzando niveles superiores a la densidad del mismo neutrón en algunas partes. Aunque la cantidad de masa original que es necesario poseer por la estrella para transitar por esta ruta evolutiva es de 8 o 9 masas solares, la mayor parte de su materia fue desprendida a lo largo de su secuencia principal, pero sobre todo, arrojada al medio interestelar durante la gigantesca explosión que la convirtió en supernova. 

Condiciones extremas.

Las estrellas de neutrones tienen masas 40% mayores a la del Sol y pueden incluso llegar a ser del doble de su masa; de tener una masa inferior daría lugar a una enana blanca. Son tan compactas que dicha masa se concentra en un cuerpo de 10 o 20km de diámetro; la gravedad que podría experimentarse en su superficie es 200 mil millones de veces superior a la de la Tierra, por lo que el peso de una pequeña pluma de ave sería de 40 mil toneladas mientras que un cabello humano alcanzaría 100 toneladas. Incluso la luz se ve seriamente afectada por la enorme gravedad de estos cuerpos, los cuales desvían la trayectoria como lo haría un lente, haciendo posible que los objetos detrás de una estrella de neutrones sean visibles desde su parte frontal.

La densidad al interior de una estrella de neutrones es tal, que la presión es suficiente para mutar partículas subatómicas combinando protones y electrónes para convertirlos en neutrones: de allí su nombre.

Intimidad oculta.

No ha sido posible conocer de manera cierta la estructura de las estrellas de neutrones ni el detalle de los materiales que las componen. Se cree que su superficie está hecha de núcleos atómicos, posiblemente de hierro, y lo más probable es que se conformen de distintas capas de átomos y partículas subatómicas degenerados.

Son fantásticamente calientes y su superficie se puede encontrar próxima a un millón de grados, aunque antes de enfriarse, al ser formadas podrían alcanzar 100 mil millones de grados o más. Sus emisiones de luz abarcan todo el espectro electromagnético, aunque el pico más grande no es visible y corresponde al rango de los rayos x. Dentro del espectro visible emite en todas las longitudes de onda, por lo que se especula que su apariencia al ojo humano sería el de un cuerpo blanco.

Debido a la conservación de momento angular y a sus reducidas dimensiones, las estrellas de neutrones recién formadas pueden tener velocidades de rotación de incluso cientos de revoluciones por segundo1, pero con el paso del tiempo son frenadas por sus propios campos magnéticos; aunque usualmente pierden velocidad angular tan lentamente que incluso al comparar las velocidades de rotación de una estrella con siglos de diferencia pueden encontrarse valores prácticamente iguales. Sin embargo, miles de millones de años pueden hacer diferencias: las estrellas de neutrones más viejas giran sobre su propio eje cada pocos segundos. Curiosamente, las estrellas de neutrones pueden presentar aceleraciones súbitas debidas al cambio en su diámetro gracias a terremotos; conforme la estrella pierde velocidad, puede tornarse más esférica rompiendo su corteza, reduciendo sus dimensiones ecuatoriales e incrementando su velocidad de rotación.

Se han detectado emisiones periódicas en el espectro de rediofrecuencias y rayos X provenientes de algunas estrellas de neutrones. Las estrellas los emiten por algunas partes de su superficie por lo que son detectables cuando al girar, el haz de emisiones apunta hacia el observador. Dada la alta velocidad de giro de las estrellas de neutrones, estos pulsos son igualmente rápidos. Las estrellas de neutrones que transmiten esta clase de emisiones son nombradas pulsares. La mayor parte de las estrellas de neutrones detectadas son de este tipo.

 


1. La estrella de neutrones con mayor velocidad de rotación que se conozca es la PSR J1748-2556ad, la cual gira a 716 revoluciones por segundo. Se ha detectado una señal proveniente de otro cuerpo que aparenta una velocidad de giro de 1,122 revoluciones por segundo, pero dicho fenómeno únicamente se ha observado en una ocasión, y al no poderse confirmar, la mayor velocidad de rotación para un pulsar se mantiene en 716rps.

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