Astrónomos españoles descubren estrellas de neutrones inusualmente frías

París. Un grupo de astrónomos españoles ha descubierto varias estrellas de neutrones inusualmente frías para su edad, lo que pone en duda muchos de los modelos científicos de este tipo de objetos cósmicos, imprescindibles para estudiar las leyes del universo.

La estrella de neutrones J0205 tiene 841 años y una temperatura interna de 2,3 millones de grados.

Hace demasiado frío en comparación con lo que pensaban hasta ahora los expertos, según el informe publicado por la revista especializada astronomía natural.

El estudio ha sido realizado conjuntamente por el Instituto de Ciencias Espaciales (ICE-CSIC) de Barcelona, en colaboración con el Institut d’Estudis Spacials de Catalunya (IEEC) y la Universidad de Alicante.

Una estrella de neutrones es el remanente de una estrella masiva que explota en su último ciclo de vida.

Su densidad es fenomenal, el equivalente a 1,4 soles, comprimidos en una esfera con un diámetro de entre 20 y 30 km.

Se trata de una especie de peonza cósmica, que gira sobre sí misma a una velocidad de quince revoluciones por segundo, lo que a su vez genera un potente campo magnético y emisiones de rayos X.

Con este comportamiento, este tipo de estrellas «contienen información única sobre las propiedades y el comportamiento de la materia en condiciones extremas de densidad y campo magnético», recuerda el estudio.

Estas son condiciones que no se pueden replicar dentro de un laboratorio. Por eso los físicos han creado modelos teóricos, conocidos como ecuaciones de estado.

Estos modelos nos permiten describir teóricamente los procesos físicos en el interior de una estrella de neutrones, cuando debido a la enorme densidad, los átomos implosionan y sus componentes (neutrones, protones…) adoptan comportamientos extraños.

El interés de estos trabajos es que ayudan a comprender lo que los físicos llaman la interacción fuerte, una de las fuerzas fundamentales que gobiernan la materia en lo infinitamente pequeño.

Pero este estudio también aporta su granito de arena a la astrofísica, es decir, al estudio de lo infinitamente grande.

La fusión de estrellas de neutrones es la principal razón por la que aparecen en la Tierra elementos pesados, como el oro o el platino.

500 mil millones de grados

Para detectar estas estrellas anormalmente frías se han utilizado dos telescopios espaciales, el XMM-Newton y el Chandra, tres por el momento.

«En teoría, su fiebre es muy alta, pero inusualmente fría para su corta edad», resume para el Aen primer plano Alessio Marino, coautor del estudio y miembro del Instituto de Ciencias Espaciales de Barcelona.

Y no poco, dado que es al menos dos veces más pequeña que la de las estrellas de neutrones de la misma edad.

Normalmente, la estrella nace «a una temperatura de unos 500 mil millones de grados y en pocos minutos desciende por debajo de los 10 mil millones de grados», explica a Aen primer plano Micaela Oertel, directora de investigación del CNRS en el Observatorio de Estrasburgo y especialista en estos objetos compactos.

Luego, esta temperatura disminuye significativamente con la edad, después de un millón de años.

En este caso, los astrónomos calcularon curvas de enfriamiento basadas en la edad, lo que permitió realizar comparaciones con estrellas de neutrones. Determinaron esta edad observando la nube residual de la explosión original que dio origen a las estrellas.

Según sus cálculos, el más joven, J0205, tiene 841 años.

Los otros dos tienen 7.700 años y entre 2.500 y 5.000 años, respectivamente, con temperaturas de 1,9 y 4,6 millones de grados. Al menos dos veces más bajos que los de las estrellas de neutrones contemporáneas.

Sin embargo, según Micaela Oertel, que no participó en el estudio, «el enfriamiento de la estrella es algo realmente sensible a su composición interna», y en particular a su relación neutrones/protones.

El investigador elogia este trabajo como “extremadamente interesante”, ya que reduce el número de modelos aplicables a estrellas de una determinada masa.