¿Qué diablos es una estrella de neutrones?

Una de cada cien estrellas de la Vía Láctea es de la variedad ‘neutrón’. Estos son objetos tan increíblemente densos que sus interiores se aprietan hasta que comienzan a parecerse a un enorme núcleo atómico.

Pero es un átomo inusual, ya que está compuesto de manera desproporcionada por neutrones.

Para comprender de dónde provienen estos neutrones, debemos atravesar las capas de una estrella de neutrones y comprender cómo la inmensa gravedad afecta el espacio personal de las partículas individuales.

¿Cómo se forman las estrellas de neutrones?

En el fondo de cada estrella, se desata una guerra. La gravedad atrae a medida que el calor generado por las reacciones nucleares empuja hacia afuera para crear una bola de plasma relativamente estable.

Tarde o temprano, los hornos nucleares se enfrían. Para estrellas aproximadamente 10 a 30 veces la masa de nuestro propio Sol, la pérdida de calor hace que su gas exterior más frío se hunda rápidamente bajo la atracción de la gravedad, aumentando la velocidad hasta que choca contra la densa pila de hierro caliente que se formó en sus momentos finales.

La onda de choque genera una enorme oleada de energía, lanzando una ola de gas caliente y radiación hacia el cosmos en una especie de explosión de supernova. Todo lo que queda es la bola de hierro en el núcleo, una que es un poco más pesada que el Sol, apiñada en un espacio de aproximadamente 11 kilómetros (6,8 millas) de ancho y recubierta de una atmósfera delgada (alrededor de un metro de espesor) de hidrógeno y helio capturados.

Tamaño de una estrella de neutrones en comparación con Manhattan, Nueva York (Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA)

La gravedad en esta bola es una locura para una estructura observable. De pie sobre la superficie de este bloque de hierro del tamaño de una ciudad, experimentaría la atracción de alrededor de 100 mil millones de Gs de gravedad.

No es que estarías de pie por mucho tiempo.

¿Qué hay dentro de las estrellas de neutrones?

Bajo tus pies, se está produciendo una física increíblemente extraña.

La intensa presión hace que los núcleos de hierro caigan en una vasta estructura cristalina dictada por el empuje colectivo de innumerables cargas positivas.

Una neblina de electrones zumba libremente a través de los huecos de este cristal, la intensa presión los acerca peligrosamente a los núcleos. Gracias a las leyes de la física cuántica, las condiciones de hacinamiento significan que los electrones tienen una mayor probabilidad de encontrarse dentro de un protón, convirtiendo el par en un neutrón y un neutrino recién horneados. Los neutrones son una partícula subatómica con masa similar a un protón pero sin carga eléctrica, los neutrinos son una partícula subatómica neutra casi sin masa.

El diminuto neutrino es lo suficientemente pequeño como para salir disparado de la masa. Pero el neutrón permanece, formando extraños isótopos con la masa del hierro pero muchos menos protones.

¿Qué tipo de átomos hay dentro de una estrella de neutrones?

Al hundirnos aún más en la estructura, podríamos encontrar átomos tan pesados ​​​​en neutrones que comienzan a desmoronarse. La teoría sugiere que los neutrones “se separan” en este espacio alucinante como una especie de gas espeso, separándose bajo una presión determinada no por sus cargas sino por la virtud de una regla que dice que partículas idénticas de esta naturaleza no pueden ocupar el mismo lugar. espacio al mismo tiempo.

Aproximadamente un kilómetro dentro de la estrella muerta, esta “corteza” consiste ahora en una niebla de neutrones, con protones ocasionales aquí y allá. Los núcleos están tan cerca que pueden rozarse entre sí.

Con el aumento constante de la gravedad, las estructuras atómicas que alguna vez fueron reconocibles se convierten en arreglos exóticos, que recuerdan a diferentes tipos de pasta como espagueti y lasaña, moldeados por un equilibrio de la fuerza nuclear fuerte y un toque de repulsión positiva.

Justo en el corazón mismo de las estrellas de neutrones, la física se vuelve aún más extraña. Forzados a un arreglo emparejado, los neutrones (y el raro protón que no se ha transformado) forman nuevas identidades que les permiten romper todo tipo de leyes anteriores, estableciendo extrañas corrientes.

En el mismo centro, es posible que la gravedad obligue a los neutrones a perder toda su individualidad, convirtiéndose en una “papilla” de sus partículas primarias, los quarks.

Apretados aún más, esos quarks también se superpondrían entre sí, colapsando en un punto tan confinado que no tenemos forma de modelarlo. En otras palabras, se convertiría en un agujero negro.

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