Encontrados superfluidos en el núcleo de una estrella de neutrones

Chandra, el observatorio de rayos X de la NASA ha encontrado la primera evidencia directa de un superfluido, un estado extraño, sin fricción de la materia, en el núcleo de una estrella de neutrones. Los superfluidos creados en los laboratorios de la Tierra presentan propiedades notables, tales como la capacidad de subir hacia arriba y escapar de recipientes herméticamente cerrados. El hallazgo tiene implicaciones importantes para la comprensión de interacciones nucleares en cuestión de las mayores densidades conocidas.
Las estrellas de neutrones contienen la materia mas densa que se conoce que es directamente observable, una cucharadita del material de una estrella de neutrones pesa seis mil millones de toneladas. La presión en el núcleo de la estrella es tan alto que la mayoría de las partículas cargadas, electrones y protones, se fusionan dando lugar a una estrella compuesta principalmente de partículas sin carga llamadas neutrones.
Dos equipos de investigación independientes estudiaron el remanente de la supernova Cassiopeia A o Cas A por sus siglas, los restos de una estrella masiva que han aparecido al explotar hace casi 330 años. En los datos de Chandra se encontró una rápida disminución en la temperatura de la estrella de neutrones ultra densa que quedó después de la supernova, demostrando que se había enfriado un 4% durante un periodo de 10 años. Esta caida en la temperatura, aunque parece pequeña, es realmete dramático y sorprendente de ver. Esto significa que algo extraño está sucediendo en el interior de esta estrella de neutrones.
Los superfluidos que contienen partículas cargadas son superconductores, es decir, que actúan como perfectos conductores eléctricos y nunca pierden energía. Los nuevos resultados sugieren fuertemente que el resto de los protones en el núcleo de la estrella se encuentran en un estado superfluido y, debido a que llevan una carga, también forman un superconductor.
Ambos equipos muestran que este rápido enfriamiento se explica por la formación de un superfluido de neutrones en el núcleo de la estrella aproximadamente en los últimos 100 años. El enfriamiento rápido se espera que continúe durante algunas décadas más y luego se debe reducir la velocidad de enfriamiento.
El inicio de la superfluidez en los materiales en la Tierra se produce a muy bajas temperaturas, cercanas al cero absoluto, pero en las estrellas de neutrones, pueden ocurrir en temperaturas cercanas a mil millones de grados. Hasta ahora había una incertidumbre muy grande en las estimaciones de esta temperatura crítica. Esta nueva investigación limita la temperatura crítica a entre 500 millones de grados a un poco menos de mil millones de grados.Cas A permitirá a los investigadores probar modelos de cómo la fuerza nuclear fuerte, que une partículas subatómicas, se comporta en la materia ultradensa.
Pequeños cambios bruscos en la velocidad de giro de rotación de las estrellas de neutrones, llamados fallos, ya han tenido evidencia de neutrones superfluidos en la corteza de una estrella de neutrones, donde las densidades son mucho menores que los observados en el núcleo de la estrella.

Localización de la estrella mencionada

Concepto artístico de una estrella de neutrones en el remanente de la supernova Cassiopeia A

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Púlsares y Magnétares.

Representación de un pulsar.

 Un pulsar es una estrella de neutrones que gira sobre sí misma a una gran velocidad y tambien una fuente de ondas de radio que vibran con periodos regulares, este tipo de estrellas tan extrañas son fruto de una supernova o por consecuencías de la acreción de materia en estrellas enanas blancas en sistemas binarios.

 La densidad de estas estrellas es increiblemente grande, tanto que un cubo de arena lleno del material de una estrella de neutrones tendría un peso parecido al de la montaña mas grande de la tierra, el monte Everest. Fueron descubiertos en 1970 y hasta ahora solo se conece unas 300 estrellas de este tipo, pero extrapolando se afirma que puede llegar a haber un millon de púlsares.

 Estas estrellas son fuertemente magnetizadas y la rapida rotación, convierte a estas estrellas en grandes generadores de electricidad, produciendo hasta mil millones de millones de voltios. Esto es responsable del haz de radiación en radio, luz, rayos-X, y rayos gamma.

 Tambien existe otro tipo de estrella de neutrones llamados magnetares o magnetoestrellas


Representación de una magnetoestrella o magnetar.


 Este tipo de estrella de neutrones está alimentada con un campo magnético extremadamente fuerte, y se caracteriza por la expulsión en segundos de alta energía en forma de rayos-X y rayos gammna.
 Por ahora se conoce que de cada diez supernovas una se convierte en magnetar,  si la supernova posee entre 6 y 12 masas solares, se convierte en una estrella de neutrones de no más de 10 a 20 km de diámetro.


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 Fuente de inspiración: El Universo..