{"id":97610,"date":"2011-08-22T18:44:34","date_gmt":"2011-08-22T21:44:34","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=97610"},"modified":"2017-02-21T18:52:39","modified_gmt":"2017-02-21T21:52:39","slug":"los-pesos-pesados-del-universo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/los-pesos-pesados-del-universo\/","title":{"rendered":"Los pesos pesados del Universo"},"content":{"rendered":"
\"\"

nasa\/jpl<\/span>La Nebulosa del Cangrejo es empapada por part\u00edculas emitidas…nasa\/jpl<\/span><\/p><\/div>\n

Imaginemos tomar al Sol por completo y compactarlo hasta que quede del tama\u00f1o de una ciudad. \u00bfAlgo radical? Podr\u00eda serlo, pero la naturaleza continuamente produce ese mism\u00edsimo experimento cuando crea las denominadas estrellas de neutrones, uno de los cuerpos menores y m\u00e1s densos del Universo. Los astr\u00f3nomos saben m\u00e1s o menos c\u00f3mo sucede eso, aunque son pocos los que admiten que le falta bastante a la ciencia como para explicar lo que se avista all\u00e1 afuera. Uno de los misterios que deben esclarecerse consiste en saber c\u00f3mo surgen estrellas de neutrones con masa m\u00e1s elevada que la prevista por la teor\u00eda de formaci\u00f3n y evoluci\u00f3n estelar. Un grupo de investigadores de Brasil intenta aclarar el tema trayendo a la luz una hip\u00f3tesis controvertida. En l\u00edneas generales, ellos sugieren que existir\u00eda m\u00e1s de una manera de crear estrellas de neutrones.<\/p>\n

El surgimiento de estas estrellas tiene relaci\u00f3n con la muerte de otras con masa bastante elevada, al menos ocho veces superior a la del Sol. Para comprender lo que sucede, primero es preciso decir algunas palabras acerca de lo que los astr\u00f3nomos saben sobre c\u00f3mo viven y mueren las estrellas. Conformadas por gas (en su mayor\u00eda hidr\u00f3geno) y polvo concentrados, las estrellas comienzan a brillar cuando la concentraci\u00f3n de materia es tal que los \u00e1tomos de la regi\u00f3n central de dichos cuerpos celestes comienzan a unirse, en un proceso conocido como fusi\u00f3n nuclear (lea el texto<\/a>)<\/em>. A la transformaci\u00f3n de dos n\u00facleos de hidr\u00f3geno, cada uno con un prot\u00f3n, en un n\u00facleo de helio, con dos protones, la acompa\u00f1a una sutil reducci\u00f3n de su masa total. Parte de esa masa se convierte en energ\u00eda y escapa de la estrella, y de ah\u00ed proviene todo el poder de esos astros para ba\u00f1ar de radiaci\u00f3n a un sistema planetario completo. Esa energ\u00eda generada en el interior de la estrella compensa la fuerza gravitacional, que act\u00faa en sentido opuesto. Sustentada por ese equilibrio, la estrella permanece con el mismo tama\u00f1o aproximado durante el transcurso de la mayor parte de su vida.<\/p>\n

Empero, al cabo de millones de a\u00f1os, el combustible disponible para la fusi\u00f3n nuclear se va agotando. Ante la falta de hidr\u00f3geno, se consumen elementos m\u00e1s pesados, tales como helio, carbono, ox\u00edgeno, hasta alcanzar un l\u00edmite: el hierro. \u00c9sa es la frontera final por una simple raz\u00f3n: la fusi\u00f3n de n\u00facleos de hierro consume m\u00e1s energ\u00eda de la que es liberada al final del proceso. En esa etapa, la producci\u00f3n de energ\u00eda en la regi\u00f3n central se interrumpe y la gravedad comienza a trabajar sin impedimentos, sin ninguna fuerza que compense su accionar.<\/p>\n

\"...por

nasa\/jpl<\/span>…por una estrella de neutrones que cobija su regi\u00f3n centralnasa\/jpl<\/span><\/p><\/div>\n

Bomba c\u00f3smica
\n<\/strong>La estrella colapsa y dispara una complicada serie de eventos. El resultado final es la explosi\u00f3n de sus capas exteriores, durante la cual el 90% de su masa es lanzada al espacio. Lo que queda luego de ese violento episodio, conocido con el nombre de supernova, es un n\u00facleo estelar muy compacto. Si la masa del n\u00facleo fuera relativamente peque\u00f1a, esa compresi\u00f3n origina lo que convencionalmente se denomina estrella de neutrones, y en caso que la masa sea m\u00e1s elevada y la compresi\u00f3n contin\u00fae, se forma un agujero negro, un objeto tan denso que nada escapa a su atracci\u00f3n, ni siquiera la luz.<\/p>\n

Seg\u00fan la teor\u00eda actualmente aceptada, las estrellas de neutrones, as\u00ed denominadas por presentar elevadas proporciones de part\u00edculas sin carga el\u00e9ctrica (neutrones) en su interior, deber\u00edan tener todas las mismas dimensiones: una masa aproximadamente un 40% mayor que la del sol, comprimida en una esfera de menos de 20 kil\u00f3metros de di\u00e1metro.<\/p>\n

\u201cPero nadie sabe exactamente cu\u00e1l es la masa que una estrella necesita tener en vida, para morir y generar una estrella de neutrones o un agujero negro\u201d, sostiene el astr\u00f3nomo Jorge Horvath, del Instituto de Astronom\u00eda, Geof\u00edsica y Ciencias Atmosf\u00e9ricas (IAG) de la Universidad de S\u00e3o Paulo, y coordinador de un grupo que investiga las caracter\u00edsticas de las estrellas de neutrones.<\/p>\n

\u201cHasta hace poco tiempo se cre\u00eda que todas las estrellas de neutrones respond\u00edan a ese modelo\u201d, afirma Jo\u00e3o Steiner, otro astr\u00f3nomo del IAG. \u201cPero el a\u00f1o pasado se descubri\u00f3 un caso que resulta claramente mayor\u201d.<\/p>\n

\u00bfEl nombre del objeto? PSR J1614-223, una estrella de neutrones distante a 3 mil a\u00f1os luz de la Tierra, descubierta por un grupo del Observatorio Nacional de Radioastronom\u00eda (NRAO), de Estados Unidos. Esta estrella, que fue presentada mediante un art\u00edculo en la revista Nature<\/em>, parece poseer dos masas solares: un mamut, trat\u00e1ndose de objetos de esa clase.<\/p>\n

Este hallazgo oblig\u00f3 a la comunidad astron\u00f3mica a aceptar el hecho de que existen variaciones significativas en el tama\u00f1o de las estrellas de neutrones. Y esto coincide bastante con las previsiones realizadas recientemente por el grupo de Horvath, publicadas en la edici\u00f3n de junio de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society<\/em>. En el marco de ese trabajo, Horvath, Eraldo Rangel y Rodolfo Valentim llevaron a cabo un an\u00e1lisis estad\u00edstico de la masa de 55 estrellas de neutrones ya estudiadas y revelaron que existen dos patrones m\u00e1s comunes: uno formado por las estrellas con masa menor (alrededor de 1,37 veces la del Sol) y con poca variaci\u00f3n, tal como se esperaba; y otro, con mayor masa, de alrededor de 1,73 veces la masa solar, y m\u00e1s variable.<\/p>\n

Pero, \u00bfpor qu\u00e9 existen esos dos grupos distintos? \u201cLos resultados indican la existencia de m\u00e1s de un mecanismo destinado a la formaci\u00f3n de las estrellas de neutrones\u201d, afirma Horvath.<\/p>\n

Esta idea parece compatible con las distribuciones de estrellas de neutrones en sitios tales como los c\u00famulos globulares, conformados principalmente por estrellas muy viejas y con masa menor que, seg\u00fan la teor\u00eda, la que ser\u00eda necesaria para originar estrellas de neutrones. Observaciones recientes realizadas por astr\u00f3nomos de diversos pa\u00edses revelan que en esas regiones existen muchas m\u00e1s estrellas de neutrones que lo que se esperar\u00eda si ellas fuesen producto exclusivamente de la explosi\u00f3n de estrellas con gran masa.<\/p>\n

Las estrellas que tienen originariamente una masa ocho veces inferior que la del Sol, al colapsar, no originan estrellas de neutrones, sino otra clase de objetos: las enanas blancas, con la masa del Sol comprimida en un volumen similar al de la Tierra, y es as\u00ed como el Sol terminar\u00e1 sus d\u00edas. En algunos sistemas binarios, la enana blanca, por acci\u00f3n de la gravedad, roba la masa de su estrella compa\u00f1era hasta alcanzar un l\u00edmite que la induce a un nuevo colapso. Este evento es otra explosi\u00f3n y produce un tipo espec\u00edfico de supernova, denominada Ia, en la cual la masa de toda la estrella es lanzada violentamente al espacio.<\/p>\n

Pero algunos astr\u00f3nomos sugieren que eso puede suceder de manera distinta. En lugar de convertirse en una supernova, el r\u00e1pido incremento de masa producir\u00eda que una enana blanca se transformase en una estrella de neutrones. \u201cEs una idea que nos inquieta desde hace 20 a\u00f1os y hay quienes la rechazan\u201d, dice Horvath. \u201cPero tambi\u00e9n est\u00e1n los que dicen que funciona. Resulta dif\u00edcil imaginar una alternativa mejor para explicar de qu\u00e9 modo ciertas estrellas de neutrones fueron a parar adonde se encuentran\u201d.<\/p>\n

Existen datos recientes que complican el escenario al indicar que existen estrellas de neutrones de masa inferior a la del Sol, las cuales no se formar\u00edan por colapso.<\/p>\n

La respuesta definitiva a\u00fan no apareci\u00f3, pero es casi seguro que el futuro de las investigaciones pasar\u00e1 por reformulaciones en las teor\u00edas acerca de c\u00f3mo surgen y c\u00f3mo se comportan las estrellas de neutrones.<\/p>\n

\"064-067_Estrelas<\/a>Por fuera y por dentro
\n<\/strong>Y si existen dudas acerca de su tama\u00f1o y su masa, la cosa no resulta nada sencilla cuando se trata de la composici\u00f3n de las estrellas de neutrones. El nivel de compactaci\u00f3n de estos objetos es tan elevado \u2013la densidad de una estrella de neutrones es mayor que la del n\u00facleo de los \u00e1tomos y 100 billones de veces la del agua\u2013 que la materia puede aparecer bajo formas que no se encuentran en ning\u00fan otro lugar del Universo.<\/p>\n

Con densidades mayores que la del n\u00facleo at\u00f3mico, part\u00edculas tales como los protones y los neutrones se disgregan en sus unidades fundamentales: los quarks, que, por lo general, nunca se encuentran aislados. Resulta dif\u00edcil conciliar esas previsiones con las observaciones, pero se cree que esas condiciones existen en ciertas estrellas de neutrones, que albergar\u00edan en su zona central una sopa de quarks.<\/p>\n

En la Universidad Federal del ABC, en la localidad de Santo Andr\u00e9, Regi\u00f3n Metropolitana de S\u00e3o Paulo, el grupo de Germ\u00e1n Lugones est\u00e1 realizando c\u00e1lculos y simulaciones que indican de qu\u00e9 modo diferentes composiciones internas de esos astros afectar\u00edan a la masa, el radio, la evoluci\u00f3n y otras propiedades. Uno de los resultados a los que arrib\u00f3 el equipo indica que ciertos fen\u00f3menos que surgen cuando la materia se encuentra bajo la forma de quarks \u2013tal como la transici\u00f3n hacia un estado superconductor\u2013 explican naturalmente la existencia de estrellas de masas bastante mayores que la cl\u00e1sica 1,4 veces la masa solar. Por tal motivo, el descubrimiento de la PSR J1614-223 represent\u00f3 una importante se\u00f1al de que pueden hallarse en el sendero correcto. Lugones cree que una versi\u00f3n m\u00e1s radical de las estrellas de quarks \u2013una estrella extra\u00f1a o estrella de quarks autounida, en la que todo el astro estar\u00eda compuesto por esas part\u00edculas\u2013 debe considerarse como candidata en casos en los cuales se observen estrellas con masa incluso mayor que la de la PSR J1614-223.<\/p>\n

\u201cEn concordancia con estudios te\u00f3ricos realizados durante los \u00faltimos a\u00f1os por nuestro grupo, la densidad necesaria para que las part\u00edculas de materia se disgreguen en quarks es entre 5 y 10 veces mayor que la densidad del interior de un n\u00facleo at\u00f3mico\u201d, afirma Lugones, haciendo hincapi\u00e9 en que esas densidades pueden ser perfectamente alcanzadas en el centro de las estrellas de neutrones de mayor masa.<\/p>\n

Si eso sucede, nadie lo sabe. A\u00fan hay lagunas, tanto en la comprensi\u00f3n de la f\u00edsica que sustenta esos procesos como al respecto de las propiedades observables en las estrellas de neutrones. Manuel Malheiro, investigador del Instituto Tecnol\u00f3gico de Aeron\u00e1utica y colaborador de Horvath y Lugones, se encuentra desde 2010 en la Universidad de Roma, donde investiga la composici\u00f3n y otras caracter\u00edsticas de otra clase especial de estrellas de neutrones: las magnetares o magnetoestrellas, que presentan un elevado campo magn\u00e9tico.<\/p>\n

Todav\u00eda se necesita avanzar en la teor\u00eda y en las observaciones para que, eventualmente, se arribe a un cuadro m\u00e1s cohesionado. Lo \u00fanico cierto es que existen problemas interesantes en lo que ata\u00f1e a estos astros, que, accidentalmente, constituyen laboratorios ideales para el estudio de las propiedades m\u00e1s extremas de la materia.<\/p>\n

Los proyectos
\n1.<\/strong> La materia hadr\u00f3nica y QCD en astrof\u00edsica: supernovas, grbs y estrellas compactas (n\u00ba 2007\/03633-3<\/a>);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Proyecto Tem\u00e1tico; Coordinador<\/strong>\u00a0Jorge Horvath \u2013 IAG\/USP; Inversi\u00f3n <\/strong>R$\u00a0154.250,00 (FAPESP)
\n2.<\/strong> Investigaci\u00f3n de fen\u00f3menos astrof\u00edsicos de altas energ\u00edas y altas densidades (n\u00ba 2008\/09136-4<\/a>);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Programa Joven Investigador;\u00a0Coordinador<\/strong>\u00a0German Lugones \u2013 UFABC;\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 91.207,65 (FAPESP)<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\n<\/strong>VALENTIM, R. et al<\/em>. On the mass distribution of neutron stars<\/a>. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society<\/strong>. v. 414 (2), p. 1.427-31. Jun 2011.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Una explicaci\u00f3n para las estrellas de neutrones mayores que lo normal","protected":false},"author":20,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[274],"coauthors":[112],"class_list":["post-97610","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-astronomia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/97610","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/20"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=97610"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/97610\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=97610"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=97610"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=97610"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=97610"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}