El plasma de una estrella vecina cae en la órbita de una estrella de neutrones, creando explosiones termonucleares
Por primera vez, un equipo de investigadores ha conseguido detectar todas las fases de la combustión termonuclear en una estrella de neutrones, uno de los objetos más espectaculares y grandiosos del Universo.
La estrella, que se encuentra cerca del centro de la galaxia en el cúmulo globular Terzan 5, ha reventado exactamente como los modelos predecían.
El descubrimiento, que aparecerá publicado en la la revista Astrophysical Journal, no solo servirá para reforzar la autoestima de los científicos -«estábamos en lo cierto», podrán decir-, sino que servirá para explicar, precisamente, por qué esta actuación estelar de libro no había sido detectada hasta ahora.
Por lo general, una estrella de neutrones surge del colapso de estrellas masivas. Sería, en una explicación sencilla, algo así como el cadáver superdenso de esa estrella.
Después de la explosión, toda la masa de la estrella original queda comprimida en una esfera que mide apenas unos pocos kilómetros de diámetro. Pero una simple cucharadita de su materia puede pesar cientos de millones de toneladas.
«Son laboratorios extremos», asegura Manuel Linares, del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en referencia a la extrema densidad de estas estrellas, parecida a la del Sol.
«Podemos estudiar la Física fundamental al observar lo que sucede alrededor de la superficie de las estrellas de neutrones», explica.
Durante las últimas tres décadas, los astrofísicos han estudiado las estrellas de neutrones para entender cómo se comporta la materia ultradensa. Los investigadores se han centrado en las superficies extremadamente volátiles de las estrellas de neutrones.
En un proceso conocido como acreción, plasma al rojo vivo expulsado de estrellas vecinas cae sobre la superficie de una estrella de neutrones con una fuerza increíble: el equivalente a 100 kilogramos de materia estrellándose contra un área del tamaño de una moneda a cada segundo.
A medida que el plasma cae, se forma una capa de combustible en la superficie de la estrella de neutrones que luego estalla en una reacción de fusión termonuclear.
Esta explosión puede ser detectada como rayos X en el espacio:
Cuanto mayor es la explosión, mayor será la intensidad de rayos X, que puede ser medida como un pico en los datos de satélite.
Los investigadores han desarrollado modelos para predecir cómo una estrella de neutrones debería explotar, según la cantidad de plasma de la estrella que es atraída a su superficie.
Por ejemplo, cuanto más y más plasma caiga en una estrella de neutrones, las explosiones deben ocurrir más frecuentemente, resultando en más picos de rayos X.
Los modelos predicen que en los más altos índices de acreción de masa, el plasma cae también a un ritmo tan alto que la fusión termonuclear es estable, y se produce de forma continua, sin explosiones gigantes.
Sin embargo, en las últimas décadas, las observaciones de rayos X de cerca de 100 estrellas de neutrones que han explotado no han podido validar estas predicciones teóricas. Hasta ahora.
La última estrella de neutrones estudiada lo ha hecho de libro, exactamente como se predecía.
La estrella de neutrones ha atraído el plasma a su superficie a una velocidad tal alta que las reacciones de fusión nuclear tienen lugar de manera uniforme en toda la capa de plasma, sin exhibir grandes explosiones.
«Por primera vez, hemos visto exactamente la evolución que la teoría predice», dice Deepto Chakrabarty, profesor de física en el MIT y miembro del equipo de investigación.
«Pero la pregunta es, ¿por qué no lo hemos visto antes?».
El equipo pronto identificó una posible explicación mediante la comparación de la estrella de neutrones con otras que se han estudiado en el pasado.
La gran diferencia que encontraron fue que la estrella de neutrones en cuestión mostró un ritmo mucho más lento de rotación.
Aunque la mayoría de las estrellas de neutrones giran vertiginosamente de 200 a 600 veces por segundo, esta nueva estrella gira mucho más lentamente, a 11 revoluciones por segundo.
Su velocidad de rotación es casi insignificante.
Sin embargo, todavía no está claro exactamente cómo la rotación afecta a la combustión termonuclear, algo que todavía debe ser estudiado más profundamente por los científicos.
