Enfriamiento de una estrella de neutrones joven

21 de abril de 2010

El Dr. Wynn Ho, de la Universidad de Southampton, ha presentado en la Reunión Nacional de Astronomía, en Glasgow, un estudio sobre las estrellas de neutrones. Según este investigador, la estrella de neutrones más joven de nuestra galaxia se está enfriando debido a la emisión de nutrinos, en un proceso que se produce en el interior de estos objetos exóticos.
En la imagen podemos apreciar el remanente de la supernova Cassiopeia A, fotografiado por el Chandra. La estrella de neutrones se encuentra en lo profundo de los filamentos de los escombros.
La estrella de neutrones en cuestión es el remanente de la supernova Cassiopeia A, procedente de la explosión de una estrella masiva en algún momento de la última parte del siglo XVII, tras el colapso de su núcleo formado casi en su totalidad de neutrones. A raíz de la explosión de supernova, la estrella de neutrones se habría calentado hasta alcanzar una temperatura de miles de millones de grados, pero desde entonces se ha ido enfriando considerablemente, hasta alcanzar cerca de los dos millones de grados centígrados. Estos objetos extremadamente calientes emiten en rayos X, por lo que el telescopio Chandra, que trabaja en esta parte del espectro, ha estado tomando fotografías de esta estrella cada dos años. Durante este período, Wynn Ho y el Dr. Craig Heinke, de la Universidad de Alberta en Canadá, observaron una disminución de la temperatura de la estrella del tres por ciento.
Este descenso de la temperatura es evidencia de que las reacciones nucleares que se producen en la profundidad del núcleo de la estrella de neutrones generan neutrinos que se llevan consigo la energía térmica del astro. Los neutrinos son partículas de masa ínfima, y muy raramente interactúan con otras materias, lo que hace difícil su detección. De hecho, sólo se pudieron observar 10 neutrinos procedentes de la suernova 1987A que fue mucho más poderosa. En consecuencia, sólo podemos deducir su presencia a través del enfriamiento de la estrella de neutrones.
Al principio, el núcleo, que es la parte más caliente de la estrella de neutrones, se enfría a un ritmo mucho más rápido que las capas externas debido a que las condiciones de calor  interno producen más neutrinos. Después de unos pocos cientos de años, el núcleo gradualmente iguala su temperatura con las capas externas, y el enfriamiento se convierte en un proceso estable. Sin embargo, aunque la estrella de neutrones debe de estar alrededor de la edad en la que se alcanza el equilibrio térmico, se sigue observando este enfriamiento, lo que implica que hay otros factores en juego que no son la emisión de neutrinos.
"La estrella de neutrones aún no se ha relajado en su fase de enfriamiento constante, o podríamos estar viendo otros procesos en marcha," dice el Dr. Ho. "No sabemos si el interior de una estrella de neutrones contiene más partículas exóticas, como los quarks, u otros estados de la materia, tales como los superfluidos y superconductores. Esperamos que con más observaciones, podamos ser capaces de explicar lo que está sucediendo en el interior con mucho más detalle".

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