Las estrellas de neutrones son los restos de estrellas gigantes que murieron en una explosión de fuego conocida como supernova. Después de tal explosión, los núcleos de estas antiguas estrellas se compactan en un objeto ultradenso con la masa del sol en una bola del tamaño de una ciudad.
¿Cómo se forman las estrellas de neutrones?
Las estrellas ordinarias mantienen su forma esférica porque la gravedad de su gigantesca masa trata de tirar de su gas hacia un punto central, pero está equilibrada por la energía de la fusión nuclear en sus núcleos, que ejerce una presión externa, según la NASA. Al final de sus vidas, las estrellas que tienen entre cuatro y ocho veces la masa del sol se queman a través de su combustible disponible y sus reacciones de fusión interna cesan. Las capas externas de las estrellas colapsan rápidamente hacia adentro, rebotando en el grueso núcleo y luego explota nuevamente como una violenta supernova.
Pero el núcleo denso continúa colapsándose, generando presiones tan altas que los protones y los electrones se juntan en neutrones, así como partículas livianas llamadas neutrinos que escapan al universo distante. El resultado final es una estrella cuya masa es 90% de neutrones, que no se puede apretar más y, por lo tanto, la estrella de neutrones no puede descomponerse más.
Características de una estrella de neutrones
Los astrónomos primero teorizaron sobre la existencia de estas extrañas entidades estelares en la década de 1930, poco después de que se descubriera el neutrón. Pero no fue hasta 1967 que los científicos tenían buena evidencia de las estrellas de neutrones en la realidad. Una estudiante graduada llamada Jocelyn Bell de la Universidad de Cambridge en Inglaterra notó pulsos extraños en su radiotelescopio, llegando tan regularmente que al principio pensó que podrían ser una señal de una civilización extraterrestre, según la Sociedad Estadounidense de Física. Los patrones resultaron no ser E.T. sino más bien radiación emitida por estrellas de neutrones que giran rápidamente.
La supernova que da lugar a una estrella de neutrones imparte una gran cantidad de energía al objeto compacto, haciendo que gire sobre su eje entre 0.1 y 60 veces por segundo, y hasta 700 veces por segundo. Los formidables campos magnéticos de estas entidades producen columnas de radiación de alta potencia, que pueden barrer la Tierra como haces de faros, creando lo que se conoce como un púlsar.
Las propiedades de las estrellas de neutrones están completamente fuera de este mundo: una cucharadita de material de estrellas de neutrones pesaría mil millones de toneladas. Si de alguna manera estuvieras parado en su superficie sin morir, experimentarías una fuerza de gravedad 2 mil millones de veces más fuerte de lo que sientes en la Tierra.
El campo magnético de una estrella de neutrones ordinaria podría ser billones de veces más fuerte que el de la Tierra. Pero algunas estrellas de neutrones tienen campos magnéticos aún más extremos, mil o más veces la estrella de neutrones promedio. Esto crea un objeto conocido como magnetar.
Los terremotos en la superficie de un magnetar, el equivalente a los movimientos de la corteza terrestre que generan terremotos, pueden liberar enormes cantidades de energía. En una décima de segundo, una magnetar podría producir más energía de la que ha emitido el sol en los últimos 100.000 años, según la NASA.
Investigación sobre estrellas de neutrones
Los investigadores han considerado el uso de pulsos estables, parecidos a un reloj, de estrellas de neutrones para ayudar en la navegación de naves espaciales, al igual que los rayos GPS ayudan a guiar a las personas en la Tierra. Un experimento en la Estación Espacial Internacional llamado Station Explorer para la tecnología de sincronización y navegación por rayos X (SEXTANT) pudo usar la señal de los púlsares para calcular la ubicación de la EEI en un radio de 10 millas (16 km).
Pero queda mucho por entender sobre las estrellas de neutrones. Por ejemplo, en 2019, los astrónomos detectaron la estrella de neutrones más masiva jamás vista, con aproximadamente 2.14 veces la masa de nuestro sol empaquetada en una esfera que probablemente tenga alrededor de 12.4 millas (20 km) de diámetro. A este tamaño, el objeto está justo en el límite donde debería haberse colapsado en un agujero negro, por lo que los investigadores lo examinan de cerca para comprender mejor la extraña física potencialmente en el trabajo que lo sostiene.
Los investigadores también están obteniendo nuevas herramientas para estudiar mejor la dinámica de la estrella de neutrones. Usando el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO), los físicos han podido observar las ondas gravitacionales emitidas cuando dos estrellas de neutrones se rodean y luego colisionan. Estas poderosas fusiones podrían ser responsables de fabricar muchos de los metales preciosos que tenemos en la Tierra, incluidos el platino y el oro, y elementos radiactivos, como el uranio.
