Las estrellas de neutrones tienen montañas de menos de un milímetro de altura

Representación de un artista de una estrella de neutrones.

Un equipo de astrofísicos utilizó recientemente nuevos modelos de estrellas de neutrones para mapear las montañas (pequeñas áreas elevadas) en las estructuras de las estrellas que de otro modo serían perfectamente esféricas . Descubrieron que las mayores desviaciones eran aún extraordinariamente pequeñas debido a la intensa atracción gravitacional, registrando menos de un milímetro de altura .

Las estrellas de neutrones son los núcleos muertos de estrellas que alguna vez fueron enormes y que colapsaron sobre sí mismas . Son los objetos más densos del Universo además de los agujeros negros. Se llaman estrellas de neutrones porque su gravedad es tan intensa que los electrones de sus átomos colapsan en protones y forman neutrones. Son tan compactos que empacan una masa mayor que la de nuestro Sol en una esfera no más ancha que una ciudad.

La evaluación del equipo de las “montañas” en estas estrellas de neutrones se presenta en dos artículos que actualmente se encuentran alojados en el servidor de preimpresión arXiv; En conjunto, los artículos evalúan el tamaño de estas montañas. Los resultados del equipo se presentan hoy en la Reunión Nacional de Astronomía de la Royal Astronomical Society.

"Durante las últimas dos décadas, ha habido mucho interés en comprender qué tan grandes pueden ser estas montañas antes de que la corteza de la estrella de neutrones se rompa, y la montaña ya no pueda recibir apoyo", dijo Fabian Gittins, astrofísico de la Universidad de Southampton. y autor principal de los dos artículos, en un comunicado de prensa de la Royal Astronomical Society .

El trabajo anterior indicó que las montañas de estrellas de neutrones podrían tener unos pocos centímetros de altura, muchas veces más grandes de lo que ha estimado el equipo reciente . Los cálculos anteriores suponían que la estrella de neutrones soportaría protuberancias tan grandes en su superficie si se tensara hasta sus límites, como Atlas sosteniendo el mundo. Pero el modelo reciente encontró que los cálculos anteriores son un comportamiento poco realista de esperar de una estrella de neutrones.

La Nebulosa del Cangrejo, fotografiada por el Telescopio Espacial Hubble. Una estrella de neutrones se encuentra en el corazón de la estructura, que se formó a partir de una supernova.

“Durante las últimas dos décadas, ha habido mucho interés en comprender qué tan grandes pueden ser estas montañas antes de que la corteza de la estrella de neutrones se rompa, y la montaña ya no pueda recibir apoyo”, explica Gittins en el comunicado.

Trabajos anteriores han sugerido que las estrellas de neutrones pueden sostener desviaciones de una esfera perfecta de hasta unas pocas partes en 1 millón, lo que implica que las montañas podrían ser tan grandes como unos pocos centímetros . Estos cálculos asumieron que la estrella de neutrones se tensó de tal manera que la corteza estuvo a punto de romperse en todos los puntos. Sin embargo, los nuevos modelos indican que tales condiciones son poco probables.

“Una estrella de neutrones tiene un núcleo fluido, una corteza elástica y encima un océano fluido y delgado. Cada región es complicada, pero olvidémonos de la letra pequeña ” , dijo en un correo electrónico Nils Andersson, coautor de ambos artículos y astrofísico de la Universidad de Southampton . “Lo que hemos hecho es construir modelos que unen estas diferentes regiones de la manera correcta. Esto nos permite decir cuándo y dónde se rompe la corteza elástica por primera vez. Los modelos anteriores han asumido que la tensión es máxima en todos los puntos al mismo tiempo y esto conduce a (creemos) montañas estimadas que son un poco demasiado grandes ".

Estos rendimientos de la corteza significarían que la energía de la montaña se liberaría en un área más grande de la estrella, dijo Andersson. Aunque se basan en modelos informáticos, los cambios de la corteza "no serían lo suficientemente dramáticos como para hacer que la estrella colapsara, porque la región de la corteza implica materia de densidad bastante baja", dijo Andersson.

Quedan preguntas intrigantes. Hay una posibilidad, dijo Andersson, que después de una primera ruptura de la corteza, las montañas más grandes que los del equipo de modelado podrían ocurrir debido a la circulación de la materia a través de la superficie de la estrella . Pero incluso esas montañas serían mucho más pequeñas que un grano de arena, comprimidas por la inmensa gravedad de las estrellas.

Más: Los astrofísicos detectan agujeros negros y estrellas de neutrones que se fusionan, esta vez con certeza

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