Archivo de la etiqueta: estrella de neutrones

La masa del púlsar J0740+6620.

Una estrella de neutrones es el final de una estrella masiva.
En su colapso, protones y electrones se unen en neutrones y la estrella aumenta tremendamente su rotación, como sucede con un patinador cuando gira sobre su eje y junta los brazos al cuerpo.
En esa configuración, el campo magnético también se incrementa por la rápida rotación. Si los polos magnéticos no coinciden con los del eje de rotación, el campo magnético barre regiones de materia que aún rodea a la estrella y las partículas cargadas sufren una fuerza magnética que las hace irradiar. Así emite pulsos de radiación como si fuera un faro; eso es un púlsar (https://es.wikipedia.org/wiki/Púlsar).

File:Pulsar schematic.svg

Ilustración crédito de Mysid en Wikipedia

Una estrella de neutrones o pulsar, tiene una masa cuyo límite es 2,17 veces la masa del Sol. Por encima de ese valor, colapsa en un agujero negro; un objeto con gravedad superficial tan alta que no escapa ni la luz. Es más, giran miles de veces por segundo con tamaños de una luna o planeta enano.
¡Imaginemos la Luna girando miles de veces por segundo!

El púlsar J0740+6620 se encuentra a unos 4500 años luz de Casa.
Está acompañado por una enana blanca, el resto evolutivo de una estrella de tipo Solar. Eso permitió medir la masa de la estrella de neutrones.
Cuando la enana se interpone entre nosotros y la estrella de neutrones, modifica la radiación que proviene de ella. La deformación del espacio producida por su masa, hace que la información proveniente del púlsar recorra más camino hacia nosotros. Clásicamente podemos pensar que la enana le quita gravitacionalmente energía a la radiación del púlsar.

neutron_star.jpg

Ilustración crédito de BSaxton, NRAO/AUI/NSF

Observando cómo afecta la enana blanca a la radiación del púlsar, y sabiendo la masa de una enana de ese tipo, se puede estimar la masa de la estrella de neutrones. La masa del púlsar resultó ser de 2,14 veces la masa del Sol.
Eso convierte a este púlsar en el más masivo hasta ahora descubierto y lo pone al borde de convertirse en agujero negro.
Hacen falta más mediciones, por lo que es probable que este valor se modifique.
Veremos…

Referencia:

Fuente:

pdp.

Anuncios

¿Se detecta el nacimiento de agujeros negros?

Cuando una estrella masiva muere en una explosión de supernova, deja un núcleo compacto.
Tan compacto es ese objeto, que sus electrones y protones de unen en neutrones, queda entonces una estrella de ese tipo.
Por conservación del momento angular, ese objeto compacto gira vertiginosamente, como el patinador cuando junta sus brazos al cuerpo mientras rota sobre sus patines.
Con tamaños comparables al de una luna o planeta menor, giran varias veces por segundo, los hay con rotaciones de miles de veces por segundo (imaginemos una pelota de 3 Kms. girando a mil veces por segundo). Suelen quedan como magnetares, que son objetos de gran campo magnético asociado a su rápida rotación a través de algo parecido a un efecto similar a un dínamo. Incluso pueden mostrar emisiones en rayos X o Gamma (en alta energía) producto de materia que aún los rodea y cae en ellos.
Eso sucede porque esa materia autofricciona y se recalienta muchísimo antes de caer en esas estrellas de neutrones – magnetares. Incluso suelen mostrar emisiones direccionadas en conos de luz como un faro, de eso de trata los púlsares (Hipertextual, 23/mar./2016, ¿Qué es una estrella de neutrones?, S. Campillo, https://hipertextual.com/2016/03/estrellas-de-neutrones).

Luego, la autogravitación de esas estrellas de neutrones puede continuar con la contracción, si es que tienen la suficiente masa. En ese caso, la gravedad superficial aumentará por acercarse cada vez más al centro del objeto, hasta que sea tan alta que no puede escapar ni la luz.
Nace así un agujero negro (AN), una región del espacio de donde no puede escapar ni la luz, o sea… nada, por ser la velocidad de la luz un límite físico. Incluso, el objeto central o estrella de Planck (en honor al padre de la Cuántica), puede ser menor que esa región por haber seguido contrayéndose y no lo notamos por no poder ver en el interior del AN. Estos objetos se caracterizan por su masa, carga eléctrica y rotación.

¿Qué es una estrella de neutrones?

Ilustración publicada en Hipertextual.

Pero de una estrella de neutrones a un AN, hay una transición.
Se han observado disminuciones en la actividad de rayos X y Gamma, seguidas de un abrupto decaimiento. Esto indicaría la disminución en su rotación y el final del funcionamiento de la “maquina central” del magnetar de gran masa, entre otras cosas.
De esta manera, estaría naciendo un AN. De estar en lo cierto, habría “avisos” naturales de los primeros días de existencia de un AN.

nuevoAN

Gráfico del flujo energético en el tiempo publicado en el trabajo de W. Chen et al.

El modelo indica que la disminución de la rotación del magnetar provoca la disminución o “meseta” de emisión de alta energía. En el nacimiento del AN, la actividad cae bruscamente. Luego, podría haber un aumento en energía de rayos X por acreción de materia remanente (incluso la generación de chorros de materia y energía) hasta que ese remanente desaparece.

Evidencias de este tipo, se observaron en la fuente de rayos gamma GRB 070110. Luego, si el modelo es correcto, ésta y otras fuentes similares, estarían señalando el nacimiento de nuevos AN.

Fuente:

pdp.

Primer choque de estrellas de neutrones detectado en rayos gamma y en ondas gravitacionales.

La detección de onda gravitacionales, abre las puertas a una nueva herramienta de la Astrofísica, podríamos llamarla “espectroscopía gravitacional”.
El análisis de la frecuencia y energía recibida en esas ondas, arroja información del evento que las produce, generalmente la colisión de objetos masivos.

En agosto del 2017 se detectó la colisión entre dos estrellas de neutrones, tanto en ondas gravitatorias como en rayos gamma.
El observatorio de ondas gravitatorias LIGO (https://www.ligo.caltech.edu/), detectó lo que parece ser una onda gravitacional que, por sus características, habría sido producida por el choque de dos estrellas de neutrones. Se trata de dos núcleos de estrellas masivas que han estallado, los que han colapsado al tamaño de un pequeño planeta uniendo sus electrones y protomes en neutrones.
Su sistema hermano Europeo, el observatorio Virgo en Pisa, Italia, también tuvo la misma detección. Comparándolas y teniendo en cuenta la direcciones en que los sistemas son más sensibles, se concluyó que la señal provino desde unos 100 millones de años luz (AL) en la dirección de la constelación de Hydra.
Allí, a 130 millones de AL se encuentra la galaxia NGC 4993.

Imagen de NGC 4993 (el objeto más brillante y difuso)  – Digitized Sky Survey

Para la misma época, se detectó en esa galaxia una breve fulguración en rayos gamma (SGRB170817A). Por sus características, se ajusta al modelo de choque de estrellas de neutrones.
Como es muy difícil de que se trate de distintos eventos similares en el mismo momento, lo más probable es que sea la primera detección en rayos gamma y en ondas gravitatorias de la misma colisión de estrellas de neutrones.

Fuente:

pdp.

Posible (primer) objeto de Thorne-Zytkow descubierto.


Los objetos de Thorne-Zitkow (OTZ) 1 , fueron predichos entre los años 1975 y 1977. Se trata de una estrella de neutrones 2 (formada por partículas de carga eléctrica neutra), rodeada de una extensa envoltura gaseosa con una masa total superior a 11,5 veces la masa del Sol.
Se alimenta de reacciones termonucleares que se dan en la base de la envoltura. En esa envoltura, hay procesos convectivos 3, es decir que hay transporte de energía por desplazamiento de materia en forma de corrientes de gas.

slide14
Imagen ampliable con un Click crédito de su(s) autor(es) publicada en:
http://www.astrofisicayfisica.com/2014/01/descubierto-el-primer-objeto-thorne.html

 

Se formarían a partir de binarias masivas cercanas. Cuando una de ellas explota como supernova (SN) 4, deja un núcleo de materia compactada al punto de formar neutrones (estrella de neutrones). Con el tiempo, la envoltura expansiva de su compañera cubre a ambas haciendo que, el núcleo de neutrones, precipite al centro del sistema.

La formación de estos objetos se puede ver favorecida por estallidos de SN asimétricos. En estos casos, la estrella de neutrones resultante puede sufrir un empuje hacia su compañera, colaborando esto a la formación de un OTZ.
El aspecto exterior (lo que se observa) sería el de una estrella supergigante roja (SGR) 5 (de tipo M 6). Lo único que la diferencia de ese tipo de estrella, es la existencia de elementos atípicos en una SGR tales como el Litio 7, entre otros, que se forma por las condiciones de elevada temperatura entre la superficie del núcleo de neutrones y la base de la envoltura convectiva.

En la Nube Menor de Magallanes 8, se detectó una estrella variable catalogada como HV 2112. Con una masa de unas 15 masas solares, se presentó como una SGR de tipo M3 a M7,5. Análisis espectrales de mayor resolución permitieron hallar elementos atípicos para una SGR y en particular cierta cantidad de Litio. Así, HV 2112 se convierte en la primera estrella candidata a ser un OTZ. Pese a esto, las cantidades encontradas de estos elementos  son menores a las que se esperaban según el modelo predicho para un OTZ.


 

Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Objeto_de_Thorne%E2%80%93%C5%BBytkow
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Estrella_de_neutrones
  3. http://es.wikipedia.org/wiki/Convecci%C3%B3n
  4. http://es.wikipedia.org/wiki/Supernova
  5. http://es.wikipedia.org/wiki/Supergigante_roja
  6. http://es.wikipedia.org/wiki/Tipo_espectral_(estelar)
  7. http://es.wikipedia.org/wiki/Litio
  8. http://es.wikipedia.org/wiki/Peque%C3%B1a_Nube_de_Magallanes

Nota relacionada:

Fuentes:

pdp.

El Campo Magnético de SGR 0418+5729.

Introducción.
Una Magnetar o Magneto-Estrella[1], es una estrella de neutrones, una estrella colapsada al tamaño de un planeta de tipo terrestre (o menor) donde sus electrones y protones se unieron en neutrones. Al colapsar, aumente su rotación como cuando un patinador gira y recoge sus brazos contra el cuerpo. Éste, es un principio físico llamado conservación del momento angular[2].
Estas estrellas giran a velocidades de algunos segundos (o fracción algunas veces) lo que significa una rapidísima rotación. Imaginemos una pelota del tamaño de la Tierra girando varias veces por segundo (siempre digo lo mismo). Esa rápida rotación, hace que las cargas eléctricas que aún no formaron neutrones generen grandes corrientes eléctricas y en consecuencia, un tremendo campo magnético. Luego, la rotación del Magnetar y su campo magnético están relacionados, de tal manera que se puede conocer uno a través del otro.

La rotación de un Magnetar, a veces puede medirse por las pulsaciones que puede presentar, ya que estos objetos suelen manifestarse como Púlsares o Estrellas Pulsantes[3], las que irradian pulsos de energía como si fueran faros (giratorios obviamente).

El caso de SGR 0418+5729 (SGR 0418).
XMM-Newton_Magnetar-SGR0418+5729_08-13_565
El Magnetar catalogado como SGR 0418, se presentó como ganas de romper las reglas. Su rápida rotación, no estaba de acuerdo con el modesto campo magnético que se le medía. Cada tanto, sorprendía con una fulguración en Rayos X[4].
El misterio está resuelto.
Como se suponía, este Magnetar esconde un tremendo campo magnético en su interior, del que aflora el modesto campo medido. Cada tanto, algunas líneas de fuerza de ese campo emergen por “fracturas” en la corteza del Magnetar, liberando grandes cantidades de energía que se manifiestan en las fulguraciones en Rayos X detectadas. En la ilustración basada en el modelo de esta estrella, puede verse el “rulo” de líneas de fuerzas que salen de Magnetar.
imagesAlgo similar a las fulguraciones o erupciones del Sol, pero con la diferencia de que en el astro Rey, no hay semejante campo magnético involucrado que provoquen el efecto observado en el Magnetar.

 

______________________________________________________

Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetar
  2. http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_angular
  3. http://www.bibliotecapleyades.net/universo/pulsars10.htm
  4. http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X

Fuentes:

pdp.

Explosiones Asimétricas en Supernovas Entregan Grandes Impulsos a Estrellas de Neutrones y a Agujeros Negros.

Las estrellas tienen velocidades peculiares, por ejemplo, nuestro Sol se mueve a 16.5 Km/seg hacia el Ápex (ver: http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81pex_solar).
Hay otras estrellas conocidas como Fugitivas, que superan ampliamente ese valor, viajan con velocidades de entre 50 Km/seg  a 100 Km/seg. Se piensa que adquirieron esa velocidad por efectos gravitatorios, ya sea por el paso cercano de otra estrella, o porque su compañera binaria explotó como Súper Nova (SN) liberándola bruscamente del vínculo gravitatorio con la pérdida brusca de masa (ver: http://es.wikipedia.org/wiki/Estrella_fugitiva).

Las Estrellas de Neutrones (EN), son los restos de una estrella que explotó como SN, colapsando hasta formar neutrones de los  electrones y protones que componen su materia  y hasta llegar a ser un Agujero Negro (AN) (ver: http://es.wikipedia.org/wiki/Estrella_de_neutrones; http://es.wikipedia.org/wiki/Agujero_negro).

Hay Estrellas de Neutrones (EN) con altísimas velocidades, de entre 200 Km/seg  a 500 Km/seg, incluso se llegaron a encontrar EN viajando a 1000 Km/seg. Ningún mecanismo gravitatorio pudo haber acelerado tan rápido a estas estrellas, ni la brusca liberación de su compañera.

El modelo sugiere que en el momento de la explosión como SN, el mecanismo de expulsión de materia no permitió que sea simétrica. Esto provocó un empuje o impulso de la naciente EN alcanzando tremenda velocidad.
Incluso, este mecanismo está implicado por condiciones en la EN, donde hay partes de colapso lento, lo que retarda la formación del (AN)

Hay binarias que no se rompen con la explosión de una de ellas y viven como un par relacionado, donde una de ellas es un AN o EN. Éstas tienen la particularidad de emitir en  Rayos  X debido al AN o a la EN.

Se hallaron binarias en Rayos X de baja masa conteniendo un AN a altas Latitudes Galácticas. Estas binarias no pudieron llegar a grandes alturas respecto del  Plano Galáctico sin el impulso del estallido asimétrico como SN de la estrella progenitora del AN.

Referencia:

pdp.