Encuentran la estrella de neutrones más masiva del universo

Los astrónomos han identificado lo que podría ser la estrella de neutrones más masiva hasta la fecha.
(Foto: Science Alert)

Un cadáver cósmico giratorio es todo lo que queda de una estrella pesada que flota a unos 4,600 años luz de la Tierra después de haber sufrido una muerte explosiva. Pues, los astrónomos han descubierto que este cadáver es la estrella de neutrones más masiva jamás descubierta.

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De hecho, dicen que es tan masiva, aproximadamente 2.14 veces la masa de nuestro Sol, empaquetada en una esfera que probablemente tenga alrededor de 20 kilómetros de ancho, que está cerca del límite de poder existir.

Estrella de neutrones promedio comparada con Nueva York (Foto: Extreme Tech)

Esta estrella de neutrones, llamada J0740 + 6620, emite balizas de ondas de radio y gira a una velocidad vertiginosa de 289 veces por segundo, convirtiéndola en un púlsar. La nueva estimación de la masa del púlsar lo hace más pesado que el poseedor del récord anterior: una estrella de neutrones giratoria que pesa aproximadamente 2,01 veces la masa del sol, dijo la autora principal del estudio, publicado en Nature Astronomy, H.T. Cromartie, una estudiante graduada de la Universidad de Virginia. Descubrir la masa del nuevo poseedor del récord “fue absolutamente emocionante”, agregó.

Los científicos descubrieron la oportunidad de estudiar el cadáver estelar en los datos recopilados por radiotelescopios en el Green Bank Observatory y el Observatorio de Arecibo. Los datos provienen de una colaboración llamada Observatorio Nanohertz de Ondas Gravitacionales de América del Norte, o NANOGrav, con el objetivo de observar un montón de estos púlsares de giro rápido en todo el espacio.

Mientras observaban los conjuntos de datos de NANOGrav, Cromartie y su equipo vieron “una pista” de un fenómeno físico que les permitiría predecir la masa del púlsar. Luego utilizaron el Telescopio Green Bank en Virginia Occidental para buscar esta “pista” con más detalle.

Los astrónomos notaron que, según la ubicación del púlsar, las ondas de radio que emitía regularmente deberían haber alcanzado el telescopio un poco antes de lo que realmente lo hicieron. Llamado el retraso de Shapiro, este fenómeno físico ocurre cuando otro objeto celeste está orbitando una estrella de neutrones giratoria, unida por la gravedad de la estrella. Cuando el objeto, en este caso una estrella enana blanca, pasa frente al púlsar, el objeto en órbita deforma ligeramente el espacio alrededor de donde viajaría la señal de radio, por lo que las ondas de radio llegan a nuestros telescopios ligeramente retrasados.

Retraso de Shapiro (Foto: Wikicommons)

Los científicos usan estos retrasos para calcular la masa tanto del púlsar como de la enana blanca.

El reciente descubrimiento podría revelar más información sobre las supernovas y cómo nacen las estrellas de neutrones, dijo Cromartie. Típicamente, cuando las estrellas grandes mueren, detonan como supernovas. Tal explosión hace que la estrella se colapse sobre sí misma, convirtiéndose en una estrella de neutrones o, si es realmente masiva, en un agujero negro.

Hay un límite de cuán masivas pueden ser las estrellas de neutrones, dijo Cromartie. Los investigadores informaron en 2017 que una vez que una estrella alcanza 2.17 veces la masa del Sol, esa estrella está condenada a una existencia oscura como un agujero negro hambriento de materia. Esto sugiere que J0740 + 6620 está “realmente presionando ese” límite, dijo Cromartie. Más masivo, y la estrella se habría derrumbado en un agujero negro.

(Foto: Penn State University)

Se cree que algo de física realmente extraña ocurre dentro de objetos estelares tan densos, “La física que ocurre en el interior de las estrellas todavía se entiende muy poco”, dijo la autora. Encontrar uno que esté cerca del límite de la existencia podría revelar más sobre lo que está sucediendo en el interior, pero también sobre cómo se comportan los materiales altamente densos, agregó.

Y así, “observar las estrellas de neutrones de esta manera es como usar un laboratorio en el espacio para estudiar física nuclear”, agregó. Ahora, dijo, espera hacer observaciones más regulares de este púlsar utilizando telescopios como el Telescopio Experimental de Mapeo de Intensidad de Hidrógeno Canadiense, o CHIME, y el Telescopio Explorador de Composición Interior Neutron Star de la NASA, o NICER, que vuela a bordo de la Estación Espacial Internacional. Con esas observaciones, se podría ajustar la medición de masa.