Formacion de una Estrella de Neutrones y Sus Caracteristicas
Formacion de una Estrella de Neutrones y Sus Caracteristicas
Ante todo definimos una estrella, gran cuerpo celeste compuesto de gases calientes que emiten radiación electromagnética, en especial luz, como resultado de las reacciones nucleares que tienen lugar en su interior.
Por ejemplo el Sol es una estrella. El número de estrellas observables a simple vista desde la Tierra se ha calculado en un total de 8.000, la mitad en el hemisferio norte celeste y la otra mitad en el sur. Durante la noche no se pueden ver más de 2.000 al mismo tiempo en cada hemisferio.
En 1934 los teóricos usaron la mecánica cuántica para predecir la existencia de las estrellas de neutrones: cuando la gravedad se hace demasiado fuerte como para que una enana blanca resista el colapso, los electrones son empujados al interior de los núcleos atómicos convirtiendo a los protones en neutrones.
Pero al igual que los electrones, los neutrones obedecen un principio de exclusión, de acuerdo al cual cada neutrón puede ocupar un determinado nivel de energía que no puede compartir con otro.
Cuando todos estos niveles son ocupados, los neutrones están completamente degenerados y ejercen una presión capaz de frenar el colapso gravitatorio.
Así, una estrella de neutrones es en muchos aspectos una versión extrema de una enana blanca: para la misma masa (aproximadamente 1 Mo*) una estrella de neutrones tiene un radio mucho menor (unos 15 km) y una densidad fantástica (un millón de toneladas por cm3).- (*):Mo es igual a la masa del Sol.
La temperatura es de unos 10 millones de grados, pero debido a su tamaño pequeño, estos objetos son en general imposibles de detectar ópticamente.
La masa de una estrella de neutrones no puede exceder 3 Mo: por encima de este valor la gravedad le gana a la presión de los neutrones degenerados y el único estado final posible es un agujero negro.
La rápida rotación y los fuertes campos magnéticos son dos características importantes de estas estrellas ultradensas. Sabemos que todas las estrellas rotan.
Al colapsar, la velocidad de rotación aumenta de manera de conservar el momento angular (así como un patinador baja los brazos para girar más rápidamente) La velocidad de rotación de las estrellas de neutrones es de varias vueltas por segundo.
También todas las estrellas tienen campos magnéticos pero cuando colapsan, éste aumenta.
Los campos magnéticos de las estrellas de neutrones son un billón de veces más intensos que el terrestre. Estas dos propiedades son las que permiten detectar a las estrellas de neutrones en forma de púlsares.
La primera detección de un púlsar se produjo en 1986 en Inglaterra, 34 años después de haber sido predichos teóricamente.
Aparece como un objeto que emite pulsos de radio de intensidad variable, pero espaciados a intervalos de tiempo regulares: el período, increíblemente preciso, es de 1,33730113 segundos.
El fenómeno fue interpretado como una estrella de neutrones cuyas líneas de campo magnético aceleran los electrones a lo largo del eje magnético, causando la emisión de un rayo de ondas de radio que rotan con la estrella y producen un pulso cuando el rayo intercepta la línea de Visión del observador.
Desde entonces se han descubierto otros varios púlsares y se ha encontrado que algunos de ellos no sólo emiten en radio, sino también en frecuencias más altas como rayos x y y.
Se conocen actualmente más de 300 púlsares, situados mayormente en el plano galáctico, a unos pocos kpc del Sol. Los lugares con más posibilidades para encontrar púlsares son los remanentes de supernova.
La famosa Nebulosa del Cangrejo es el remanente de la supernova de 1054 y contiene efectivamente el púlsar del Cangrejo.
Debido a su reciente formación es uno de los que rotan más rápido: da 33 vueltas por segundo. Podemos predecir con facilidad, que la velocidad de rotación de un púlsar disminuirá lentamente con el tiempo, de acuerdo a la velocidad con que disipa energía. Por eso los púlsares más jóvenes rotan más rápido que los viejos.
Sus períodos van de 0,006 a 0,03 segundos hasta 4,3 segundos. Cuando la velocidad de rotación se hace pequeña, el mecanismo del púlsar no sirve: su vida promedio es de unos pocos millones de años.
Hay otro efecto que contribuye a la modificación de la velocidad de rotación pero de manera más abrupta: son los “glitches”, que disminuyen el período de rotación una parte en un millón en pocos días.
Se interpreta como sismos estelares debido a inestabilidades en la corteza o el núcleo de la estrella de neutrones. Estos fenómenos son muy útiles para estudiar la estructura interna de los púlsares, pero sólo aparecen durante unos pocos pulsos.
El púlsar de la supernova de 1987 trajo muchas sorpresas. Apareció antes de lo esperado y su rotación era extremadamente veloz, su período de 0,5 milisegundos era de lejos el más corto que se conocía. Todavía los científicos encuentran entretenimiento en este objeto.
Aunque la detección de púlsares en los remanentes de supernovas se ha hecho difícil y rara, hay un fenómeno más extendido que permite descubrir muchos de estos objetos: las fuentes compactas de rayos x.
En 1971, a partir del lanzamiento del satélite astronómico Uhuru, se descubrieron fuentes galácticas emisoras de un fuerte flujo de rayos x.
Se eclipsa cada 2,087 días, lo que demuestra que la fuente de rayos X está en movimiento orbital alrededor de un objeto más masivo.
Esta fuente es parte de un sistema binario formado por la estrella de neutrones y una estrella gigante. La primera atrae el viento estelar de la segunda y convierte la energía gravitatoria del gas en rayos x.
Este tipo de púlsares binarios proveen una de las pruebas de la teoría de la relatividad que predice que un cuerpo masivo acelerado radiará energía en forma de ondas gravitatorias.
La disipación de energía de esta forma causa el temblor de la órbita y en consecuencia una lenta disminución del período orbital del púlsar a lo largo del tiempo.
Las predicciones teóricas de Einstein concuerdan muy bien con las observaciones del periodo orbital de PSR 1913+16, que está disminuyendo unos 76 milisegundo por año.
Fuente Consultada:Notas Celestes de Carmen Nuñez
