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1 de Febrero de 2019
Astrofísica

Un púlsar de 2,3 masas solares

Una nueva técnica permite encontrar una de las estrellas de neutrones más masivas que se conocen. El hallazgo reviste gran importancia para entender la composición interna de estos astros.

¿La estrella de neutrones más densa conocida? El púlsar binario PSR J2215+5135 (recreación artística), situado a 10.000 años luz de la Tierra, se encuentra formado por una estrella de neutrones (abajo a la derecha) y un astro similar al Sol. Un método pionero ha conseguido determinar que la masa de la estrella de neutrones asciende a 2,3 masas solares, un valor muy elevado que constriñe algunos de los modelos propuestos para describir el interior de estos astros. [G. Pérez Díaz, Instituto de Astrofísica de Canarias]

Medio siglo después de su descubrimiento por parte de Jocelyn Bell y Antony Hewish, hoy conocemos más de 2600 púlsares en la Vía Láctea. Cada una de estas fuentes de radio pulsantes indica la presencia de una estrella de neutrones, los objetos más densos del universo a excepción de los agujeros negros. Remanentes de estrellas muertas, estos astros giran sobre su eje como una peonza con frecuencias que pueden alcanzar los cientos de revoluciones por segundo. Al mismo tiempo, emiten un haz de radiación que, debido a su movimiento de rotación, se ve desde la Tierra en forma de destellos o pulsos intermitentes. A pesar de haber sido objeto de escrutinio durante medio siglo con telescopios cada vez más potentes, estos objetos siguen escondiendo numerosos misterios.

Uno de los principales guarda relación con la física nuclear y con las propiedades de la materia en condiciones extremas. Aunque el diámetro de una estrella de neutrones es de apenas 20 kilómetros (una cifra diminuta para los estándares astronómicos), su masa asciende a entre una y dos masas solares. El centro del astro contiene materia más densa que la que forma un núcleo atómico, y todo ello a temperaturas relativamente bajas. Las interacciones entre nucleones (protones y neutrones) a densidades tan extraordinarias son todavía inciertas. Esa incertidumbre no se debe a la falta de modelos teóricos, sino a la imposibilidad de ponerlos a prueba en la Tierra: hoy por hoy, no hay experimento en nuestro planeta que pueda producir materia en tales condiciones de densidad y temperatura. Ello convierte a las estrellas de neutrones en el único laboratorio al que tenemos acceso para estudiar las propiedades de la materia fría y ultradensa, un laboratorio donde se encuentran la astrofísica y la física nuclear.

En un trabajo publicado hace unos meses en The Astrophysical Journal, los tres firmantes de este artículo presentamos el hallazgo de una de las estrellas de neutrones más masivas conocidas hasta ahora. Gracias a un nuevo método, hemos determinado que la estrella de neutrones asociada al púlsar PSR J2215+5135 presenta una masa 2,3 veces mayor que la del Sol. La existencia de un objeto tan masivo tiene hondas implicaciones para las teorías que describen el interior de estos astros, ya que impone limitaciones sobre algunos de los estados exóticos de la materia que se han propuesto para explicarlos.

Un púlsar con pareja de baile
Una de cada diez estrellas de neutrones vive en pareja, formando un sistema binario con otra estrella en el que ambas orbitan en torno al centro de masas común. Así ocurre con PSR J2215+5135, situado a unos 10.000 años luz de la Tierra y compuesto por una estrella de neutrones y una compañera similar al Sol. El período orbital del sistema asciende a unas cuatro horas; al mismo tiempo, la estrella de neutrones rota sobre sí misma con una frecuencia de unas 380 revoluciones por segundo.

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