Astrónomos descubren estrellas de neutrones inusualmente frías para su edad

El hallazgo cuestiona gran parte de los modelos científicos para este tipo de objetos cósmicos
Foto: CSIC

Un grupo de astrónomos españoles descubrieron varias estrellas de neutrones que son inusualmente frías para su edad, lo que cuestiona gran parte de los modelos científicos para este tipo de objetos cósmicos, esenciales para investigar las leyes del universo.

La estrella de neutrones J0205 tiene 841 años y una temperatura en su núcleo de 2.3 millones de grados.

Es demasiado fría en comparación con lo que pensaban hasta ahora los expertos, según el informe publicado por la revista especializada Nature Astronomy.

El estudio fue elaborado conjuntamente por el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) de Barcelona, en colaboración con el Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) y la Universidad de Alicante.

Una estrella de neutrones es lo que queda de la explosión de una estrella masiva en su ciclo final de vida.

Su densidad es fenomenal, el equivalente a 1.4 soles, comprimidos en una esfera de un diámetro de entre 20 y 30 kilómetros.

Es una especie de peonza cósmica, que gira sobre si misma a un ritmo de quince vueltas por segundo, lo que a su vez genera un poderoso campo magnético, y emisiones de rayos X.

Con este comportamiento, este tipo de estrellas "contienen informaciones únicas sobre las propiedades y el comportamiento de la materia en condiciones extremas de densidad y de campo magnético", recuerda el estudio.

Son condiciones que no pueden ser replicadas dentro de un laboratorio. Por eso los físicos han creado modelos teóricos, que se conocen como ecuaciones de estado.

Esos modelos permiten describir teóricamente los procesos físicos dentro de una estrella de neutrones, cuando a causa de la enorme densidad, los átomos implosionan y sus componentes (neutrones, protones...) adoptan comportamientos extraños.

El interés de estos trabajos es que ayudan a entender lo que los físicos denominan la interacción fuerte, una de las fuerzas fundamentales que rigen la materia en lo infinitamente pequeño.

Pero este estudio también aporta su grano de arena a la astrofísica, es decir, el estudio de lo infinitamente grande.

La fusión de estrellas de neutrones es la razón principal de que aparezcan elementos pesados en la Tierra, como el oro o el platino.


500 mil millones de grados

Dos telescopios espaciales, el XMM-Newton y el Chandra fueron utilizados para detectar esas estrellas anormalmente frías, tres por el momento.

"En teoría, su temperatura es muy alta, pero inusualmente fría para su joven edad", resume para la Afp Alessio Marino, coautor del estudio y miembro del Instituto de Ciencias Espaciales de Barcelona.

Y no solo un poco, ya que es al menos dos veces más baja que la de estrellas de neutrones de la misma edad.

Típicamente, el astro nace "a una temperatura de aproximadamente 500 mil millones de grados, y en solo unos minutos, desciende por debajo de los 10 mil millones de grados", explica a la Afp Micaela Oertel, directora de investigación del CNRS en el Observatorio de Estrasburgo y especialista en estos objetos compactos.

Esta temperatura luego disminuye considerablemente con la edad, después de un millón de años.

En este caso, los astrónomos han calculado curvas de enfriamiento según la edad, permitiendo la comparación con estrellas de neutrones. Determinaron esta edad observando la nube residual de la explosión original que dio origen a las estrellas.

Según sus cálculos, la más joven, J0205, tiene 841 años.

Las otras dos tienen 7 mil 700 años y entre 2 mil 500 y 5 mil años respectivamente, con temperaturas de 1.9 y 4.6 millones de grados. Al menos dos veces inferiores a las de estrellas de neutrones contemporáneas.

Sin embargo, "el enfriamiento de la estrella es algo que es realmente sensible a su composición interna", y particularmente a su proporción de neutrones respecto a protones, según Micaela Oertel, quien no participó en el estudio.

La investigadora elogia este trabajo "extremadamente interesante", ya que restringe el número de modelos aplicables a estrellas de una cierta masa.


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Edición: Estefanía Cardeña


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