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Las estrellas de neutrones que se enfrían rápidamente eliminan el calor al eliminar los neutrinos

Las estrellas de neutrones que se enfrían rápidamente eliminan el calor al eliminar los neutrinos



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En un nuevo artículo publicado en Physical Review Letters, los astrofísicos informan de nuevas pruebas de que las estrellas de neutrones pueden eliminar rápidamente el calor al eliminar partículas subatómicas llamadas neutrinos.

Las estrellas de neutrones, que se cree que son el resultado del colapso gravitacional de una estrella masiva después de una explosión de supernova, son objetos celestes de un radio muy pequeño y una masa muy alta de 1,4 a 3 masas solares.

Analizar las emisiones de rayos X

Los científicos estudian cómo las estrellas de neutrones eliminan el calor para comprender cómo se comporta la materia en condiciones de densidades y temperaturas extremadamente altas. El profesor de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Michigan Edward Brown y sus coautores examinaron la historia de enfriamiento de una estrella de neutrones, que estaba masticando a su estrella vecina, analizando sus emisiones de rayos X en los períodos que siguieron a dos períodos de rayos X. arrebatos de rayos, o sesiones de alimentación, que finalizaron en 2001 y 2016.

"Las observaciones de la relajación térmica de la corteza de la estrella de neutrones después de 2,5 años de acreción nos permiten medir la energía depositada en el núcleo durante la acreción, que luego se vuelve a irradiar como neutrinos, e inferir la temperatura del núcleo", afirma el documento. Lo que el equipo de astrofísicos encontró fue un mecanismo de enfriamiento rápido de neutrinos nunca antes observado llamado proceso directo de Urca.

Primera evidencia de enfriamiento más rápido

Esta es la primera evidencia de un enfriamiento más rápido que han producido los científicos. Estudios anteriores habían demostrado que las estrellas de neutrones emiten neutrinos para enfriarse lentamente, pero nunca a esta velocidad.

Brown dijo a Science News que los neutrinos observados "llevaron energía unas 10 veces más rápido que la velocidad a la que irradia la luz del sol, o unas 100 millones de veces más rápido que el proceso lento". La estrella estudiada se encuentra aproximadamente a 35.000 años luz de la Tierra.

El astrofísico James Lattimer de la Universidad de Stony Brook en Nueva York, que no está afiliado a la investigación, dijo que aunque antes se habían presenciado indicios de este comportamiento, “este es básicamente el primer objeto por el que podemos ver la estrella enfriándose activamente ante nuestros ojos. "

Energía desapareciendo

El proceso directo de Urca fue nombrado por los físicos George Gamow y Mário Schenberg durante una visita al antiguo casino Urca de Río de Janeiro. Se informa que Schenberg dijo que "la energía desaparece en el núcleo de la supernova tan rápido como el dinero desapareció en la mesa de la ruleta".

El proceso Urca es descrito por Oxford Reference como “un ciclo de reacciones nucleares en el que un electrón es absorbido por un núcleo y posteriormente se vuelve a emitir como una partícula beta (un electrón rápido) con la generación de un par neutrino-antineutrino. El proceso no cambia la composición del núcleo, pero le quita energía en forma de neutrino y antineutrino ".

“El neutrino es un ladrón; le roba energía a la estrella ”, explicó el físico Madappa Prakash de la Universidad de Ohio en Atenas, que no está afiliado a la investigación. El proceso puede ocurrir solo si la cantidad de protones en el centro de una estrella de neutrones representa más de 10%.

El estudio es muy importante para comprender la materia ultradensa que se encuentra en el centro de las estrellas de neutrones. “Estos resultados proporcionarán importantes comprobaciones de coherencia para los modelos de materia densa. Es más, la fracción de protones puede dar información sobre la energía de simetría nuclear, en particular, sobre su dependencia de la densidad ”, escribió Lattimer en la revista Physics.


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