¿Qué es una estrella de neutrones? Todo sobre uno de los objetos astronómicos más fascinantes
El universo está lleno de cuerpos celestes aún indescifrables. Con el avance de la ciencia, algunos se han podido observar claramente, como sucedió con el agujero negro Sagitario A*. Sin embargo, otros se encuentran tan lejos que solo podemos intuirlos mediante su luz. Este es el caso de la estrella de neutrones, un enigma para la astronomía.
¿Qué es una estrella de neutrones?
Las estrellas de neutrones son los restos que quedan después de la explosión de algunos tipos de estrellas. Se caracterizan por su elevado brillo, lo que las convierte en uno de los cuerpos más visibles del universo. Igualmente, poseen una densidad casi insuperable según las leyes de la física y una composición que todavía no queda clara.
Para comprender bien qué es una estrella de neutrones, primero es necesario hacer referencia a cómo termina el ciclo vital de una estrella. Cuando estas alcanzan el final de su vida, crecen hasta multiplicar su tamaño y colapsan. De este modo, forman una supernova, que es una inmensa explosión que lanza polvo cósmico y gases al espacio.
Con el fin de que los amantes de la astronomía se hagan una idea, los astrónomos suelen recurrir a comparaciones asombrosas. Hemos hecho una recopilación de las tres más sorprendentes para dar a conocer el verdadero cariz de este remanente estelar:
- Con solo 20 kilómetros de diámetro, pueden tener casi el doble de la masa del Sol.
- Su empuje gravitatorio es inmensamente mayor que el de nuestro planeta.
- Una sección del tamaño de una cucharada de azúcar tiene la misma masa que una montaña.
Sin duda, estas tres afirmaciones resultan increíbles y difíciles de comprender. Hoy en día, las podemos conocer gracias a estudios elaborados por la NASA, la ESA o Roscosmos. Junto con la teoría inflacionaria, constituye una de las investigaciones más ambiciosas para la humanidad.
La clasificación de las estrellas de neutrones, aún sin terminar
Desde su descubrimiento en la segunda mitad del siglo pasado, la ciencia ha tratado de clasificarlos. Sin embargo, las puertas siguen abiertas a la incorporación de nuevos tipos. Hay algunos, incluso, que han sido teorizados, pero nunca observados. Este es el caso de las estrellas de quarks o las estrellas híbridas.
De acuerdo con la NASA, hay tres tipos principales.
El púlsar o una estrella de neutrones giratoria
¿Es el púlsar una estrella de neutrones? Muchas personas creen que son objetos distintos, pero la realidad demuestra que no. Se caracteriza por girar extremadamente rápido, hasta 42 000 veces por minuto, dada su extrema magnetización, responsable de que sea más ancha por el ecuador.
El magnetar, el mayor campo magnético conocido
Los magnetares se definen por su campo magnético, que puede alcanzar los 1 000 000 000 000 000 de gauss (mil billones). En comparación, el Sol presenta solamente 1 gauss. Durante su corta vida (unos meses, quizá horas), puede expulsar ingentes cantidades de radiación electromagnética.
Púlsar + magnetar, una versión doble
Por sorprendente que parezca, las dos bestias astronómicas anteriores pueden fusionarse en una. En realidad, hablamos de una estrella que es, a la misma vez, púlsar y magnetar. De acuerdo con la NASA, solo se han observado seis en la historia. No obstante, el número real parece ser inmensamente mayor.
¿Cómo se forman las estrellas de neutrones?
El nacimiento de este cuerpo celeste está relacionado con el funcionamiento interno de una estrella. Este tiende a ser desconocido, pero puede ser un área de interés para quienes se deciden a estudiar astronomía. Para quemar su combustible y generar energía durante miles de millones de años, recurren a dos mecanismos simultáneos:
- La fusión de gases, que ejerce un empuje de materia hacia el exterior.
- La presión de la gravedad, que trata de comprimir la materia hacia el interior.
La fusión y la gravedad actúan de manera contraria, es decir, son fuerzas antagonistas. Precisamente, este equilibrio es lo que garantiza que la estrella sea capaz de mantenerse relativamente estable. Sin embargo, el primer mecanismo depende de la cantidad de gas y plasma que acumule en su interior. Cuanto menor sea, menor será también su vida útil.
Cuando la estrella se queda sin combustible, finaliza el proceso de fusión. Por consiguiente, las capas exteriores de la estrella salen despedidas hacia el espacio a elevadas velocidades. Así, lo único que queda es su núcleo, formado por plasma y otros elementos que permiten mantener un nivel casi inabarcable de energía.
En consecuencia, el equilibrio de fuerzas se rompe y solo permanece la gravedad. Así, el núcleo se comprime hasta alcanzar un diámetro que será proporcionalmente inverso a su masa. Dicho de otra forma, mientras más materia tengan en su interior, más pequeño será su tamaño. Esta es la única norma que los científicos han encontrado para justificar su densidad.
Las estrellas de neutrones, en profundidad
Como avanzábamos al principio de este artículo, la ciencia todavía no puede explicar cómo funcionan estos cuerpos. Su composición sigue siendo un misterio, aunque todo apunta a que se trata de un superfluido de neutrones. No obstante, tampoco se descarta que contenga materia en algún estado todavía desconocido para la humanidad.
Para seguir profundizando en este ámbito, daremos respuesta a algunas de las cuestiones más frecuentes. En este sentido, trataremos de ver hasta dónde ha llegado la ciencia en su estudio y que es lo más lejos que conoce la humanidad. Gracias a nuestros masters online, especializarse en ámbitos como este es posible.
¿Cuál es la temperatura de una estrella de neutrones?
Según las observaciones que se han efectuado, su interior puede estar a 100 000 000 000 °K (cien mil millones de grados Kelvin). Incluso, es posible que la temperatura de una estrella de neutrones tenga varios ceros más detrás. Sorprendentemente, esto no impide que dos fenómenos sean causantes de que se enfríen rápidamente:
- La emisión térmica de radiación: su superficie está constantemente emitiendo radiación, lo que se traduce en un desgaste de calor.
- La expulsión de neutrinos: la excesiva presión hace que muchos neutrinos salgan disparados, por lo que su funcionamiento se ve perjudicado.
Cuando hablamos de escalas cósmicas, los años suelen expresarse en miles de millones. No obstante, el objeto que nos ocupa no requiere tanto tiempo para enfriarse. En consecuencia, pueden descender hasta el millón de grados Kelvin, una temperatura muy inferior, pero que no deja de ser incomprensible.
¿Cómo se sabe que existen las estrellas de neutrones?
Esta pregunta tiene toda la lógica. De hecho, constantemente, numerosos científicos tratan de dar una respuesta plausible. Al fin y al cabo, nunca se ha observado claramente una estrella de este tipo. Es decir, la humanidad no tiene una imagen de cómo son, puesto que todas las que figuran en internet son simulaciones.
Obviamente, contemplarla a simple vista, desde la Tierra y sin telescopio, es imposible. La más cercana está entre 250 y 1000 años luz de nosotros. Por lo tanto, estaríamos hablando de casi 10 000 billones de kilómetros, una cantidad que impide que su luz sea visible desde nuestro planeta.
Por su propia naturaleza, las estrellas de neutrones emiten radiación electromagnética. Esta abarca un rango muy amplio, desde las ondas de radio hasta los rayos gamma. Mediante telescopios (sobre todo, los que se encuentran en el espacio), es posible captarla. Después, esta se transforma en datos numéricos que se pueden procesar mediante simulaciones por ordenador.
¿Qué diferencia hay entre una estrella de neutrones y un agujero negro?
Generalmente, muchas personas tienden a comparar la estrella de neutrones y el agujero negro debido a su extrema densidad. Sin embargo, ambos son radicalmente distintos, y esta es una de las pocas certezas que tiene la astronomía al respecto. Hay que partir de una base: las estrellas de neutrones son uno de los fenómenos más brillantes del universo y el agujero negro es «invisible».
Un hecho sorprendente es que los dos nacen de la misma forma, es decir, de la explosión de una estrella. Cuando esta es inferior a las dos masas solares, se genera la primera. Por el contrario, cuando excede este límite, la cantidad de materia es tan elevada que colapsa sobre sí misma y forma el segundo.
Los agujeros negros son el único elemento más denso que las estrellas de neutrones. Poseen una gravedad tan extrema que ni siquiera la luz puede escapar de estos. Independientemente de su tamaño (que puede ser inmenso), retuercen el espacio a su alrededor y detienen el tiempo. Jamás se ha logrado saber qué sucede en su interior y difícilmente llegaremos a descubrirlo.
El universo, constantemente, es escenario de fenómenos que sorprenden incluso a los principales expertos en astronomía. En el año 2020, se observaron dos colisiones entre ambos cuerpos celestes. En ambos casos, la liberación de energía fue tan elevada que se pudieron detectar ondas gravitacionales, predichas por Einstein en su teoría de la relatividad.
Como ha quedado patente, la estrella de neutrones es uno de los cuerpos celestes más fascinantes. Un objeto astronómico que pone a prueba nuestra comprensión del universo que nos rodea. Con nuestros programas de formación a distancia, puedes aprender más y prepararte en el mundo de la astronomía. ¡Descúbrelos!
