¡Un terrón de azúcar de una estrella de neutrones es igual a un Monte Everest! ¿Qué peso tiene una estrella de neutrones?

¿Qué tamaño tiene una estrella de neutrones? En lo que respecta a los objetos estelares, estas estrellas colapsadas extremas y ultradensas son en realidad bastante pequeñas. Pero no los subestimes. Su masa es equivalente a la de una estrella de tamaño natural, porque su densidad es tan grande que se puede decir que es superada sólo por los agujeros negros. Los científicos a menudo comparan su tamaño con el ancho de una estrella grande o mediana. -ciudad de tamaño. Pero ¿cuál es el diámetro de una estrella de neutrones? ¡Esta es una pregunta que rodea a la comunidad científica con mucho misterio!

Durante muchos años, los astrónomos han creído que las estrellas de neutrones tienen diámetros de entre 19 y 27 kilómetros. En realidad, estos datos son bastante precisos dada la distancia y las propiedades de las estrellas de neutrones, pero los científicos han estado trabajando para reducirlos a mediciones más precisas. Afortunadamente, un equipo internacional de investigadores ha hecho precisamente eso.

Se entiende que miembros del Instituto Max Planck de Física Gravitacional y del Instituto Albert Einstein (AEI) utilizaron datos de varios telescopios y observatorios diferentes para mapear estrellas de neutrones. Se estima que el rango de tamaño se ha reducido a la mitad. .

"Descubrimos que una estrella de neutrones típica es aproximadamente 1,4 veces más masiva que nuestro Sol y tiene un radio de unos 11 kilómetros", dijo Badri Krishnan, líder del equipo de investigación en el Instituto de Hannover en Alemania. Dijo Krishnan. "Nuestros resultados limitan el radio a entre 10,4 y 11,9 kilómetros". Es decir, su diámetro está entre 20,8 y 23,8 kilómetros (13-14,8 millas).

El objeto de investigación del equipo es una estrella de neutrones binaria, y las ondas gravitacionales producidas por la fusión de esta estrella de neutrones binaria fueron detectadas por LIGO (Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferómetro Láser) y el consorcio Virgo en 2017. Este objeto ha sido estudiado numerosas veces por múltiples telescopios, incluido el satélite Fermi, el Telescopio Espacial Hubble y otros telescopios y observatorios de todo el mundo. Todas estas observaciones proporcionaron al equipo de Max Planck una gran cantidad de datos.

"¡Las fusiones de estrellas binarias son una fuente importante de información!", afirmó Berlin Capano, investigador del Instituto de Hannover. "Las estrellas de neutrones contienen la materia más densa del universo observable. Midiendo las propiedades de estos objetos, entendemos los principios físicos básicos que gobiernan la materia a nivel subatómico.

El poder de las estrellas de neutrones

Las estrellas de neutrones se forman cuando las estrellas masivas se quedan sin combustible y colapsan. Esta región, el núcleo, colapsa, comprimiendo cada protón y electrón hasta convertirlo en un neutrón. Si el núcleo de la estrella en colapso tiene entre 1 y 3 veces la masa del Sol, estos neutrones recién creados pueden evitar el colapso, dejando atrás una estrella de neutrones, mientras que la estrella más masiva continuará colapsando en un agujero negro de masa estelar. .

Pero el colapso en una estrella de neutrones produciría el objeto más denso conocido: nuevamente, un objeto de masa solar aplastado al tamaño de una ciudad. Otra comparación que quizás haya escuchado antes, bastante dramática, es que un terrón de azúcar de materia de estrella de neutrones pesaría alrededor de 1 billón de kilogramos (o mil millones de toneladas) en la Tierra, aproximadamente el peso del Monte Everest.

Así que el equipo utilizó un modelo basado en una comprensión fundamental de cómo interactúan las partículas subatómicas a altas densidades dentro de las estrellas de neutrones. Pero dado que otras estrellas pueden variar mucho en tamaño, ¿no debería variar también el tamaño de las estrellas de neutrones? En primer lugar, para aclarar, el radio citado en este estudio es el de una estrella de neutrones con una masa de 1,4 veces la masa del sol.

"Esta es una masa de referencia comúnmente utilizada en la literatura, y dado que casi todas las estrellas de neutrones observadas en sistemas binarios tienen masas cercanas a este valor, pudimos utilizar datos de observación para estimar la masa de una estrella solar de 1,4". radio de masa de estrella de neutrones, porque esperamos que casi todas las estrellas de neutrones estén hechas del mismo material". Pero para otras estrellas "ordinarias", la relación entre su masa y radio depende de muchas variables, como los elementos fusionados en el núcleo de la estrella. .

En cualquier caso, la masa de las estrellas de neutrones se ha reducido nuevamente a un rango, lo que demuestra que la investigación de los científicos es fructífera y que estamos desvelando el misterio de las estrellas de neutrones paso a paso.