Explosiones de una estrella de neutrones

Astrofísica

Una poco habitual explosión en una estrella de neutrones situada en nuestra Galaxia, ha iluminado sus alrededores de tal modo que, por primera vez, los científicos pueden observar con gran detalle lo que está ocurriendo a pocos kilómetros de su superficie.

Representación gráfica del aspecto de la superficie de la estrella de neutrones antes de una explosión. Foto: NASA/Dana Berry

            (NC&T) La “acción” ha sido capturada, segundo a segundo, gracias a las mediciones espectroscópicas realizadas por el satélite Rossi X-ray Timing Explorer. Investigadores estadounidenses y canadienses han estudiado la información para comprender mejor los procesos que se desencadenan en este escenario.

            Una estrella de neutrones no es sino el núcleo de una estrella masiva (al menos 8 veces la masa de nuestro Sol) que explotó en el pasado. El citado núcleo, formado por neutrones, suele tener un diámetro de apenas 16 kilómetros, y es extraordinariamente denso. A menudo, las estrellas de neutrones se hallan en sistemas binarios (de dos estrellas). Cuando esto ocurre, el gas de la compañera es arrancado y atraído por la inmensa gravedad de la estrella neutrónica, formando una corriente en espiral que se comporta como si la materia estuviese cayéndose por un desagüe. Se forma así el llamado disco de acreción.

            Las actuales investigaciones han permitido ver por vez primera las regiones internas de un disco de acreción, a apenas unos pocos kilómetros de distancia de la superficie de la estrella de neutrones. Hasta ahora, sólo teníamos suposiciones sobre cómo se comportaban los discos de acreción, de cómo fluía la materia en ellos. Ahora hemos podido hacer un seguimiento “en directo” y detallado, explica David Ballantyne, de la University of Toronto.

            En condiciones normales, un disco de acreción no puede resolverse ni siquiera con los más potentes telescopios. Sin embargo, la estrella de neutrones objeto del estudio, denominada 4U 1820-30, situada a 25.000 años-luz de nosotros, experimentó una explosión que arrojó más energía en tres horas que el Sol en 100 años. La explosión iluminó sus alrededores, de tal manera que los científicos pudieron ver diversos detalles del disco, incluyendo su respuesta frente a la explosión (se distorsionó apreciablemente) y su rápida recuperación en apenas 1.000 segundos.

            Las explosiones de este tipo son resultado del propio proceso de acreción. A medida que la materia del disco cae sobre la estrella de neutrones, se acumula formando una capa de varios metros de espesor. Dicha capa consiste principalmente en helio, que al fusionarse y crear carbono y otros elementos pesados, libera una enorme cantidad de energía en la región de los rayos-X. Estas explosiones pueden ocurrir varias veces al día en una estrella de neutrones, y durar unos 10 segundos cada una.

            El satélite Rossi X-ray Timing Explorer observó un “superestallido”, menos frecuente y capaz de liberar mil veces más energía. Tales explosiones son causadas por la acumulación de la ceniza nuclear en forma de carbono debido a la repetida fusión del helio. Se cree que son necesarios varios años de acumulación de ceniza de carbono para que éste se fusione a su vez. En todo caso, el superestallido fue tan brillante y prolongado que actuó como un faro que iluminó la región interna del disco de acreción, La luz de rayos-X iluminó los átomos de hierro de dicho disco, un proceso llamado fluorescencia. El observatorio Rossi capturó la señal característica de la fluorescencia del hierro en los espectros que obtuvo, proporcionándonos información sobre su temperatura, velocidad y posición alrededor de la estrella de neutrones.

-ENLACES A INFORMACION SUPLEMENTARIA EN INTERNET:

http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/2004/0220stardisk.html