Las estrellas de neutrones han sido clasificadas como "muertos vivientes" ... verdaderas estrellas zombis. Nacen cuando una estrella masiva se derrumba bajo su gravedad y sus capas externas se expanden por todas partes, eclipsando mil millones de soles, en un evento de supernova. Lo que queda es un cadáver estelar ... un núcleo de densidad inconcebible ... donde una cucharadita pesaría alrededor de mil millones de toneladas en la Tierra. ¿Cómo estudiaríamos tal curiosidad? La NASA ha propuesto una misión llamada Explorador de composición interior de la estrella de neutrones (NICER) que detectaría al zombi y nos permitiría ver el corazón oscuro de una estrella de neutrones.
El núcleo de una estrella de neutrones es bastante increíble. A pesar de que ha volado la mayor parte de su exterior y ha detenido la fusión nuclear, todavía irradia calor de la explosión y exuda un campo magnético que inclina la balanza. Esta forma intensa de radiación causada por el colapso del núcleo mide más de un billón de veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra. Si no crees que es impresionante, piensa en el tamaño. Originalmente, la estrella podría haber tenido un billón de millas o más de diámetro, pero ahora está comprimida al tamaño de una ciudad promedio. Eso hace que una estrella de neutrones sea una pequeña dinamo, capaz de condensar la materia en sí misma a más de 1.4 veces el contenido del Sol, o al menos a 460,000 Tierras.
"Una estrella de neutrones está justo en el umbral de la materia, ya que puede existir; si se vuelve más densa, se convierte en un agujero negro", dice el Dr. Zaven Arzoumanian del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “No tenemos forma de crear interiores de estrellas de neutrones en la Tierra, por lo que lo que sucede bajo una presión tan increíble es un misterio: hay muchas teorías sobre cómo se comporta. Lo más cerca que estamos de simular estas condiciones es en los aceleradores de partículas que rompen los átomos casi a la velocidad de la luz. Sin embargo, estas colisiones no son un sustituto exacto: solo duran una fracción de segundo y generan temperaturas mucho más altas que las que hay dentro de las estrellas de neutrones ".
Si se aprueba, la misión NICER se lanzará en el verano de 2016 y se unirá robóticamente a la Estación Espacial Internacional. En septiembre de 2011, la NASA seleccionó a NICER para su estudio como una posible misión exploradora de oportunidades. La misión recibirá $ 250,000 para realizar un estudio conceptual de implementación de 11 meses. Se seleccionaron cinco propuestas de Misión de Oportunidad de 20 presentaciones. Después de los estudios detallados, la NASA planea seleccionar para el desarrollo una o más de las cinco propuestas de Misión de Oportunidad en febrero de 2013.
¿Qué hará NICER? En primer lugar, una serie de 56 telescopios recopilarán información de rayos X de los polos y puntos calientes de las estrellas de neutrones. Es a partir de estas áreas que nuestras estrellas zombis liberan rayos X y, a medida que giran, crean un pulso de luz, por lo tanto, el término "pulsar". A medida que la estrella de neutrones se encoge, gira más rápido y la gravedad intensa resultante puede atraer el material de una estrella en órbita cercana. ¡Algunos de estos púlsares giran tan rápido que pueden alcanzar velocidades de varios cientos de rotaciones por segundo! Lo que los científicos están ansiosos por entender es cómo se comporta la materia dentro de una estrella de neutrones y "determinar la ecuación de estado (EOS) correcta que describe con mayor precisión cómo responde la materia al aumento de la presión. Actualmente, hay muchos EOS sugeridos, cada uno de los cuales propone que la materia puede ser comprimida por diferentes cantidades dentro de las estrellas de neutrones. Supongamos que sostuvo dos bolas del mismo tamaño, pero una estaba hecha de espuma y la otra estaba hecha de madera. Puede exprimir la bola de espuma a un tamaño más pequeño que la de madera. Del mismo modo, un EOS que dice que la materia es altamente compresible predecirá una estrella de neutrones más pequeña para una masa dada que un EOS que dice que la materia es menos compresible ".
Ahora todo lo que NICER tendrá que hacer es ayudarnos a medir la masa de un púlsar. Una vez que se determina, podemos obtener una EOS correcta y descubrir el misterio de cómo se comporta la materia bajo una gravedad intensa. "El problema es que las estrellas de neutrones son pequeñas y están demasiado lejos para permitir que se midan directamente sus tamaños", dice el investigador principal de NICER, el Dr. Keith Gendreau de la NASA Goddard. "Sin embargo, NICER será la primera misión que tenga suficiente sensibilidad y resolución de tiempo para determinar indirectamente el tamaño de una estrella de neutrones. La clave es medir con precisión cuánto cambia el brillo de los rayos X a medida que gira la estrella de neutrones ".
Entonces, ¿qué más hace nuestra estrella zombie que sea impresionante? Debido a su extrema gravedad en un volumen tan pequeño, distorsionan el espacio / tiempo de acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein. Es este espacio "warp" el que permite a los astrónomos revelar la presencia de una estrella compañera. También produce efectos como un cambio orbital llamado precesión, lo que permite que el par orbita alrededor del otro causando ondas gravitacionales y produciendo energía orbital medible. Uno de los objetivos de NICER es detectar estos efectos. La urdimbre misma permitirá al equipo determinar el tamaño de la estrella de neutrones. ¿Cómo? Imagínese empujando su dedo en un material elástico, luego imagine empujando toda su mano contra él. Cuanto más pequeña sea la estrella de neutrones, más deformará el espacio y la luz.
Aquí las curvas de luz se vuelven muy importantes. Cuando los puntos calientes de una estrella de neutrones se alinean con nuestras observaciones, el brillo aumenta a medida que uno gira a la vista y se atenúa a medida que se aleja. Esto da como resultado una curva de luz con grandes olas. Pero, cuando el espacio está distorsionado, podemos ver alrededor de la curva y ver el segundo punto de acceso, lo que resulta en una curva de luz con olas más pequeñas y suaves. El equipo tiene modelos que producen "curvas de luz únicas para los diversos tamaños predichos por diferentes EOS. Al elegir la curva de luz que mejor coincida con la observada, obtendrán la EOS correcta y resolverán el enigma de la materia en el borde del olvido ".
Y dale vida a las estrellas zombies ...
Fuente original de la historia: NASA Mission News.
