estrella de neutrones

Descubren un nuevo mecanismo de emisión en radio de las estrellas de neutrones

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Descubren un nuevo mecanismo de emisión en radio de las estrellas de neutrones

por Amelia Ortiz · Publicada 25 abril, 2018 ·
25/4/2018 de Phys.org / The Astrophysical Journal


El modelo interno de una estrella de neutrones. Fuente: Wikipedia. Crédito: William Crochot.

Jóvenes científicos de la Universidad rusa ITMO han explicado cómo las estrellas de neutrones generan su intensa emisión dirigida en radio. Han desarrollado un modelo basado en la transición de partículas entre estados gravitacionales, es decir, estados cuánticos en un campo gravitatorio. Los investigadores han sido ls primeros en describir estos estados en el caso de electrones de la superficie de estrellas de neutrones. Los parámetros físicos obtenidos están des acuerdo con las observaciones experimentales reales.

Las estrellas de neutrones son de los objetos astronómicos más asombrosos ya que su densidad solo es superada por los agujeros negros. Dentro de las estrellas de neutrones no existen átomos ni núcleos individuales. Además, debido a la intensidad tan alta, las estrellas de neutrones poseen una gravedad tremenda, lo que resulta en propiedades físicas únicas como emisión dirigida en radio, que jugó un importante papel en el descubrimiento de las estrellas de neutrones, ya que emiten un haz estrecho que gira con la estrella dándole el aspecto de un faro cósmico.

Una de las cuestiones más intrigantes en la física de las estrellas de neutrones es el mecanismo que genera esta emisión dirigida en radio. El equipo de investigadores del ITMO ha examinado cómo se mueven los electrones cerca de la superficie de una estrella de neutrones. Los electrones no pueden atravesar la superficie debido a la alta densidad de materia del interior de la estrella. Simultáneamente, los electrones son atraídos a la superficie de la estrella por la intensa fuerza de gravedad. Como resultado, las partículas quedan “atrapadas” en una fina capa sobre la superficie de la estrella. Según las leyes de la mecánica cuántica, la energía de los electrones atrapados solo puede tomar valores discretos. Si los electrones caen a la superficie de la estrella de neutrones, pasan a través de estados de gravedad discretos, emitiendo energía en forma de haces de ondas de radio.

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Manchas calientes magnéticas en las estrellas de neutrones

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Las manchas calientes magnéticas de las estrellas de neutrones sobreviven durante millones de años

por Amelia Ortiz · Publicada 16 abril, 2018 ·
16/4/2018 de EWASS / The Astrophysical Journal


Ilustración de la estructura del campo magnético que se ha hecho inestable en la simulación, conduciendo a la formación de nudos y manchas magnéticas. Crédito: K. Gourgouliatos.

Un estudio de la evolución de los campos magnéticos en el interior de estrellas de neutrones demuestra que las inestabilidades pueden crear intensas manchas calientes magnéticas que pueden sobrevivir durante millones de años, incluso después de que el campo magnético global de la estrella haya decaído significativamente.

“Una estrella de neutrones recién nacida no rota uniformemente: varias partes giran a velocidades diferentes. Esto enrolla y estira el campo magnético del interior de la estrella de modo que se parece a un ovillo prieto. Con simulaciones por computadora hemos descubierto que un campo magnético altamente enrollado es inestable. Genera espontáneamente nudos, que emergen en la superficie de la estrella de neutrones y forman regiones donde el campo magnético es mucho más intenso que el campo a gran escala. Estas manchas magnéticas producen fuertes corrientes eléctricas que acaban emitiendo calor, del mismo modo en que se produce calor cuando una corriente eléctrica fluye a por una residencia”, explica el Dr. Konstantinos Gourgouliatos (Durham University).

Las simulaciones muestran que es posible generar manchas magnéticas con radios de unos pocos kilómetros y una intensidad del campo magnético por encima de los 10 mil millones de Tesla. La mancha puede durar varios millones de años, incluso después de que el campo magnético total de la estrella haya decaído.

[Fuente]

La masa máxima para una estrella de neutrones

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¿Cómo de masivas pueden ser las estrellas de neutrones?

por Amelia Ortiz · Publicada 17 enero, 2018 ·
17/1/2018 de Goethe Universität / The Astrophysical Journal


Emisión de ondas gravitacionales desde una estrella que está colapsando. Fuente: Goethe Universität.

Desde su descubrimiento en la década de 1960, los científicos han buscado respuesta a una pregunta importante: ¿cuán masiva puede hacerse una estrella de neutrones? En contraste con los agujeros negros, estas estrellas no pueden ganar masa arbitrariamente; superado un cierto límite no hay fuerza física en la naturaleza que pueda contrarrestar su enorme fuerza gravitatoria. Ahora, por vez primera, astrofísicos de la Universidad de Goethe han conseguido calcular con éxito un límite superior estricto para la masa máxima de las estrellas de neutrones.

Con un radio de unos 12 kilómetros y una masa que puede ser hasta el doble de la del Sol, las estrellas de neutrones se cuentan entre los objetos más densos que hay en el Universo, produciendo campos gravitatorios comparables a los de los agujeros negros. Aunque la mayoría de las estrellas de neutrones posee una masa aproximadamente 1.4 veces la del Sol, se conocen también ejemplos masivos, como el del púlsar PSR J0348+0432, que tiene 2.01 masas solares.

La densidad de estas estrellas es enorme, como si todo el Himalaya fuese comprimido en una jarra de cerveza. Sin embargo, hay indicaciones de que una estrella de neutrones con masa máxima colapsará en un agujero negro incluso si se añade un solo neutrón más.

Ahora el profesor Luciano Rezzolla, junto con sus estudiantes Elias Most y Lukas Weih, ha calculado que la masa máxima para una estrella de neutrones que no esté girando no puede superar las 2.16 masas solares.

[Fuente]

Chorros son flujos de plasma ricos en energía

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Una estrella de neutrones con un potente campo magnético puede todavía lanzar chorros

por Amelia Ortiz · Publicada 15 noviembre, 2017 ·
15/11/2017 de Astronomie.nl / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society


Ilustración de artista del lanzamiento de un chorro por una estrella de neutrones. Gas arrancado de la estrella normal, situada en el fondo, cae en espiral hacia la estrella de neutrones antes de ser expulsado en un potente flujo de plasma. Crédito: NASA/CXC/M.Weiss.

Un equipo internacional de astrónomos dirigido por la Universidad de Amsterdam (Países Bajos), sospecha que las estrellas de neutrones con un campo magnético potente todavía pueden lanzar chorros. Desde la década de 1980 se piensa que los campos magnéticos intensos inhiben la formación de estos flujos de plasma. Pero observaciones realizadas con telescopios más modernos muestra radiación como la de los chorros.

Los chorros son flujos de plasma ricos en energía expulsados de agujeros negros o estrellas de neutrones a altas velocidades. Los chorros se conocen desde hace décadas, pero hasta ahora no se habían observado en estrellas de neutrones con campo magnético intenso. La hipótesis predominante era que los campos magnéticos fuertes impiden la formación de chorros.

En 2013, la astrónoma Nathalie Degenaar (Universidad de Amsterdam, Países Bajos) observó los sistemas binarios Her X-1 y GX 1+4 con el conjunto de radiotelesopios del VLA. Ambos sistemas están formados por una estrella de neutrones con un potente campo magnético y una estrella normal que gira a su alrededor. El material fluye desde la estrella normal a la de neutrones. Las observaciones en radio perseguían comprobar que estos sistemas conun campo magnético tan intenso efectivamente no emiten chorros.

En cambio, el análisis de los datos demostró que ambas estrellas emiten radiación en radio y que la intensidad de esa radiación es comparable a la de los chorros. Los investigadores no afirman que se trate de chorros reales porque para hacerlo necesitan medidas adicionales. “Sin embargo, podemos ahora descartar varios procesos”, explica Jakob van den Eijnden (Universidad de Amsterdam).

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Un eslabón perdido

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El caso del ‘eslabón perdido’ de las estrellas de neutrones
16/1/2017 de JPL / The Astrophysical Journal Letters

This artist's concept shows a pulsar, which is like a lighthouse, as its light appears in regular pulses as it rotates. Pulsars are dense remnants of exploded stars, and are part of a class of objects called neutron stars.

Esta ilustración de artista muestra un púlsar, que es como un faro, ya que su luz aparece con pulsos regulares mientras gira. Los púlsares son los restos densos de estrellas que explotaron y forman parte de una clase de objetos llamados estrellas de neutrones. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Como los antropólogos compilando el árbol familiar humano, así los astrónomos han encontrado el ‘esqueleto’ de una estrella que no encaja y que podría apuntar a dos tipos diferentes de restos estelares. El misterioso objeto, llamado PSR J1119-6127, ha sido pillado comportándose como dos objetos diferentes, un radiopúlsar y un magnetar, y podría ser importante para comprender su evolución.

Un radiopúlsar es un tipo de estrella de neutrones (el resto extremadamente denso de una estrella que explotó) que emite ondas de radio en pulsos predecibles debido a su rotación rápida. Los magnetares, en cambio, son revolucionarios: presentan violentos estallidos de alta energía de luz de rayos X y rayos gamma y sus campos magnéticos son los más intensos que se conocen en el Universo.

“Esta estrella de neutrones lleva dos sombreros diferentes”, explica Walid Majid (JPL). “A veces es un púlsar. A veces es un magnetar. Este objeto nos podría decir cosas sobre el mecanismo que hay detrás de los púlsares en general”. Desde la década de 1970 los científicos han tratado a los púlsares y magnetares como pertenecientes a dos poblaciones de objetos diferentes. Pero en la última década, han aparecido pruebas de que podría tratarse de fases en la evolución de un solo objeto. El nuevo estudio, combinado con otras observaciones del objeto, sugiere que  J1119 podría encontrarse en un estado de transición entre radiopúlsar y magnetar nunca antes observado.

“Es el eslabón perdido final en la cadena que conecta púlsares y magnetares”, afirma Victoria Kaspi (Universidad McGill, Montreal). “Parece que hay una transición suave entre estos dos tipo de comportamientos de las estrellas de neutrones”.

[Noticia completa]

 Actualizada: Lunes 16 de Enero.  http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=8084%3Ael-caso-del-eslabon-perdido-de-las-estrellas-de-neutrones&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=es