Una estrella de neutrones es un objeto de mayor densidad, en el universo conocido. Aunque pueden medir solo 32 km de diámetro, posee tanta materia como todo el Sistema Solar. Reciben este nombre porque están hechas casi completamente de partículas subatómicas y eléctricamente neutras, llamadas neutrones. En general, los átomos contienen neutrones y protones en sus núcleos, con electrones orbitando alrededor del núcleo.
Cuando estas estrellas se forman, la compresión es tan grande que la materia se desintegra. En ese sentido, los electrones y protones se combinan para formar más neutrones. Por lo tanto, la estrella se convierte entonces en una gigantesca bola de partículas subatómicas fundidas.
Normalmente tienen campos magnéticos que pueden llegar a ser cincuenta mil millones de veces, más potentes que un imán de nevera. A continuación, te explicaremos con más detalle todo lo referente a las estrellas de neutrones.
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Definición de las estrellas de neutrones
Una estrella de neutrones es un remanente estelar que es dejado por una estrella supergigante. Sucede cuando se agota el combustible en su núcleo y explosiona como una supernova.
Como su nombre lo indica, está formada principalmente de neutrones. Además, de otros materiales, tanto en su corteza sólida de hierro, como en su interior que contiene protones y electrones, como piones y kaones.
Tienen masas que alcanzan entre 1.44 y 2.1 M, con un diámetro entre 10 y 20 Km. Poseen un campo gravitatorio en su superficie. De hecho, cien mil millones de veces mayor que el experimentado en la superficie terrestre y rotan considerablemente rápido (una vuelta por cada 1.5 milisegundos).
En su corteza sólida, los neutrones constituyen una materia tan densa que una cucharada de esta, puede llegar a pesar mil millones de toneladas.
La estrella de neutrones y su historia
En 1934, un año después del descubrimiento del neutrón, los astrónomos Walter Baade y Fritz Zwicky plantearon las estrellas de neutrones como potenciales subproductos de una supernova. Posteriormente, en el año 1967, el grupo de radioastrónomos, cuyo líder era Antony Hewish, descubrieron los púlsares. Los cuales fueron relacionados con las estrellas de neutrones por T. Gold en el año de 1968.
Luego, en el año 1969 J. Ostriker y J. Gunn, presentan el modelo de frenado por dipolo magnético, cuyas bases teóricas explican que los intensos campos magnéticos. Considerados para las estrellas, pueden dar cuenta del equilibrio de los pulsos recibidos. La frecuencia de los pulsos emitidos decaían lentamente en el tiempo, por la pérdida de energía rotacional. Esto se comprobó al revelarse la reducción de la frecuencia de los pulsos de la Nebulosa del Cangrejo.
Estructura de una estrella de neutrones
La estructura de una estrella de neutrones aún no se ha determinado en su totalidad. Se han formulado una gran variedad de modelos, y el más aceptado de todos es el siguiente:
- Están compuestas principalmente de neutrones. Además, por una cantidad menor de hierro y otros elementos metálicos. En su región externa se presume tiene una atmósfera de millones de grados Kelvin. También, una densidad baja de unos cuantos miligramos por centímetro cúbico.
- Posee una corteza sólida de pocos metros de espesor, que se encuentra formada mayormente por núcleos de hierro y a mayor profundidad por neutrones. Debajo de esta capa se forma un superfluido de neutrones y protones superconductores. Aproximadamente el 98% de la estructura de la estrella corresponde al núcleo.
- La parte superior de la corteza, a densidades del orden de 10 g/cm3, debe ser de hierro. A densidades más bajas se sospecha de la presencia de elementos más ligeros como el hidrógeno, helio, carbono u oxigeno.
- Su superficie sólida puede estar cubierta de un envoltorio gaseoso de poco espesor, similar a una atmósfera. Bajo la cual, puede existir una capa líquida, como un océano de pocos metros de profundidad.
- Teóricamente, la sección exterior del núcleo posee una densidad muy cercana a la de un núcleo atómico. En el caso de la sección interior, algunas teorías se inclinan por la idea de que la parte más profunda del núcleo de una estrella de neutrones lo conforma un condensado iónico, otros aseguran que está formado por quarks.
¿Cómo detectar una estrella de neutrones?
Estas estrellas pueden ser detectadas por medio de los siguientes métodos:
Emisiones de radio
Permite ubicar una estrella de neutrones, por medio radio señales pulsantes. Las partículas cargadas eléctricamente que caen en la estrella, emiten neutrones como el foco de luz de un faro. Como resultado, la estrella gira rápidamente, las frecuencias de las pulsaciones que se generan con la caída de partículas en su superficie coinciden con las rotaciones de la estrella.
Rayos X
La intensa gravedad de una estrella de neutrones puede extraer partículas de polvo, desde una estrella próxima. Al calentarse las partículas, estas se aceleran y emiten rayos X. Estos rayos no son emitidos directamente por la estrella, pero revelan su presencia por los efectos que genera el polvo en sus alrededores.
Rayos gamma
Los rayos gamma producidos en el espacio no llegan a la superficie de la Tierra. Por lo tanto, para observar el universo en estas frecuencias, se necesita utilizar globos de gran altitud u observatorios espaciales.
Rotación de las estrellas
La mayoría de las estrellas rotan una, alrededor de la otra. Cuando se observa a una estrella en movimiento circular entorno a algo, las características del movimiento de la estrella en estudio, pueden indicar su estructura y naturaleza.
Otro método de detección de estrellas de neutrones es a través de los efectos que genera la gravedad de un cuerpo masivo sobre los rayos de luz emitidos. Todo esto por un objeto ubicado detrás del primero.
La evolución de la tecnología
Desde hace décadas se conoce de su existencia. Por lo tanto, se han realizado innumerables esfuerzos científicos para describirlas. Actualmente, todavía existen muchas dudas, que seguramente serán aclaradas a medida que evolucione la tecnología. La finalidad es que se logre tener a disposición mejores aparatos de detección.
Mientras ese momento llega, la ciencia sigue recopilando toda la información teórica relevante sobre las estrellas de neutrones. Para de esta forma, descifrar en parte las particularidades de estos objetos tan interesantes que se encuentran en nuestro cielo.
