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Impresión artística de una estrella de neutrones, mostrada como una esfera azul y roja brillante ICE-CSIC/D. FUTSELAAR/MARINO ET AL
Investigadores de la UA detectan estrellas de neutrones inusualmente frías

Investigadores de la UA detectan estrellas de neutrones inusualmente frías

La investigación ha sido en colaboración con el Institut d'Estudis Espacials de Catalunya en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC)

Ángel G. Jiménez

Miércoles, 3 de julio 2024, 16:25

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Investigadores de la Universidad de Alicante (UA), en colaboración con el Institut d'Estudis Espacials de Catalunya en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), han logrado un avance significativo en la comprensión de las estrellas de neutrones. Gracias a los observatorios de rayos X XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA) y Chandra de la NASA, han detectado tres estrellas de neutrones jóvenes que son inusualmente frías para su edad. Este hallazgo, publicado en la revista 'Nature Astronomy', podría redefinir muchos de los modelos actuales sobre estas enigmáticas estrellas.

El equipo de investigación de la UA ha sido fundamental en este descubrimiento. José A. pons, del Departamento de Física Aplicada, ha sido el colider del estudio. Por otro lado, Clara Dehman, investigadora postdoctoral de la misma institución, ha liderado el cálculo de las curvas de enfriamiento de las estrellas de neutrones. Estas curvas son cruciales para entender cómo cambia la luminosidad de una estrella de neutrones con el tiempo, una características directamente relacionada con su temperatura.

«La corta edad y la fría temperatura de la superficie de estas tres estrellas de neutrones solo pueden explicarse apelando a un mecanismo de enfriamiento rápido», explica la astrofísica Nanda Rea, directora de la investigación en el ICE-CSIC y el IEEC . El comportamiento de las estrellas de neutrones se describe mediante la ecuación de estado, un modelo teórico que intenta predecir los procesos físicos dentro de estas estrellas. Las tres estrellas de neutrones jóvenes y frías descubiertas recientemente ofrecen una nueva perspectiva para descartar alrededor del 75% de los modelos conocidos

¿De qué son las estrellas de neutrones?

Las estrellas de neutrones son los núcleos comprimidos que quedan después de que una estrella gigante explota en una supernova. Son los objetos más densos del universo después de los agujeros negros estelares. La materia en el centro de una estrella de neutrones está tan comprimida que ni siquiera los átomos pueden mantener su estructura: los electrones se fusionan con los protones para formar neutrones. Sin embargo, la forma exacta que toma la materia bajo estas condiciones extremas sigue siendo un misterio para la ciencia.

Las estrellas de neutrones identificadas son entre 10 y 100 veces más frías que otras de su misma edad. Este dato sugiere la existencia de un mecanismo de enfriamiento rápido que solo ciertas ecuaciones de estado pueden explicar. Determinar la ecuación de estado correcta no solo tiene implicaciones para la astrofísica, sino también para las leyes fundamentales del universo. Las estrellas de neutrones son laboratorios naturales que permiten probar teorías físicas en condiciones extremas de densidad y gravedad, mucho más allá de lo que se puede recrear en la Tierra.

La detección de estas estrellas de neutrones ha sido posible gracias a la alta sensibilidad de los observatorios XMM-Newton y Chandra. Camille Diez, investigadora de la ESA, destacó que «la magnífica sensibilidad de XMM-Newton y Chandra hizo posible no solo detectar estas estrellas de neutrones, sino también recolectar suficiente luz como para determinar sus temperaturas y otras propiedades»

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El equipo de investigación combinó la experiencia de varios expertos, incluyendo a Alessio Marino, Clara Dehman y Konstantinos Kovlakas, además de Daniele Viganò, coautor del código de simulaciones de campos magnéticos. Clara Dehman lideró el cálculo de las curvas de enfriamiento, que son representaciones de cómo predice cada modelo que cambiará la luminosidad de una estrella de neutrones con el tiempo. Este proceso es crucial para descartar los modelos que no se ajustan a las observaciones.

El estudio representa un avance significativo en la astrofísica y subraya la importancia de la colaboración internacional y multidisciplinaria. La participación destacada de la Universidad de Alicante en esta investigación subraya su compromiso con la ciencia de vanguardia y su contribución a resolver algunos de los mayores enigmas del universo.

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