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    Las estrellas de neutrones podrían ser nuestro GPS para viajes al espacio profundo

    Crédito:NASA

    Explorador de composición interior de estrellas de neutrones de la NASA, o NICER, es un telescopio de rayos X lanzado en un cohete SpaceX Falcon 9 a principios de junio de 2017. Instalado en la Estación Espacial Internacional, a mediados de julio comenzará su trabajo científico:estudiar los objetos astrofísicos exóticos conocidos como estrellas de neutrones y examinar si podrían usarse como balizas de navegación en el espacio profundo para las generaciones futuras de naves espaciales.

    ¿Qué son las estrellas de neutrones? Cuando las estrellas al menos ocho veces más masivas que el Sol agotan todo el combustible de su núcleo a través de reacciones de fusión termonuclear, la presión de la gravedad hace que colapsen. La explosión de supernova resultante expulsa la mayor parte del material de la estrella a los confines del espacio. Lo que queda forma una estrella de neutrones o un agujero negro.

    Estudio las estrellas de neutrones debido a su amplia gama de fenómenos astrofísicos y las muchas áreas de la física a las que están conectadas. Lo que hace que las estrellas de neutrones sean extremadamente interesantes es que cada estrella tiene aproximadamente 1,5 veces la masa del Sol, pero solo unos 25 km de diámetro, el tamaño de una sola ciudad. Cuando pones tanta masa en un volumen tan pequeño, la materia está más densamente empaquetada que la de un núcleo atómico. Entonces, por ejemplo, mientras que el núcleo de un átomo de helio tiene solo dos neutrones y dos protones, una estrella de neutrones es esencialmente un solo núcleo formado por 10 57 neutrones y 10 56 protones.

    Física exótica imposible en la Tierra

    Podemos utilizar estrellas de neutrones para sondear propiedades de la física nuclear que no se pueden investigar en los laboratorios de la Tierra. Por ejemplo, Algunas teorías actuales predicen que las partículas exóticas de materia, como hiperones y quarks desconfinados, puede aparecer en las altas densidades que están presentes en las estrellas de neutrones. Las teorías también indican que a temperaturas de mil millones de grados Celsius, los protones en la estrella de neutrones se vuelven superconductores y los neutrones, sin bateria, volverse superfluido.

    El campo magnético de las estrellas de neutrones también es extremo, posiblemente el más fuerte del universo, y miles de millones de veces más fuerte que cualquier cosa creada en laboratorios. Si bien la gravedad en la superficie de una estrella de neutrones puede no ser tan fuerte como la de un agujero negro, Las estrellas de neutrones aún crean importantes distorsiones en el espacio-tiempo y pueden ser fuentes de ondas gravitacionales. que se infirieron de la investigación sobre estrellas de neutrones en la década de 1970, y confirmado recientemente a partir de agujeros negros por los experimentos LIGO.

    El objetivo principal de NICER es medir con precisión la masa y el radio de varias estrellas de neutrones y, aunque el telescopio observará otro tipo de objetos astronómicos, Aquellos de nosotros que estudiamos las estrellas de neutrones esperamos que NICER nos proporcione conocimientos únicos sobre estos fascinantes objetos y su física. NICER medirá cómo cambia el brillo de una estrella de neutrones según su energía, y cómo cambia a medida que gira la estrella, revelando diferentes partes de la superficie. Estas observaciones se compararán con modelos teóricos basados ​​en propiedades de la estrella como la masa y el radio. Las determinaciones precisas de masa y radio proporcionarán una prueba vital de la teoría nuclear.

    Un GPS para el espacio profundo

    Otro aspecto de las estrellas de neutrones que podría resultar importante para futuros viajes espaciales es su rotación, y esto también será probado por NICER. Estrellas de neutrones rotativas, conocidos como púlsares, emiten rayos de radiación como un faro y se ve que giran tan rápido como 716 veces por segundo. Esta tasa de rotación en algunas estrellas de neutrones es más estable que la de los mejores relojes atómicos que tenemos en la Tierra. De hecho, es esta característica de las estrellas de neutrones la que condujo al descubrimiento de los primeros planetas fuera de nuestro sistema solar en 1992:tres planetas del tamaño de la Tierra que giran alrededor de una estrella de neutrones.

    La misión NICER, usando una parte del telescopio llamada SEXTANT, pondrá a prueba si la extraordinaria regularidad y estabilidad de la rotación de la estrella de neutrones podría utilizarse como una red de balizas de navegación en el espacio profundo. Así, las estrellas de neutrones podrían servir como satélites naturales que contribuyan a un sistema de posicionamiento galáctico (en lugar de global) y podrían ser utilizadas por futuras naves espaciales tripuladas y no tripuladas para navegar entre las estrellas.

    NICER funcionará durante 18 meses, pero se espera que la NASA continúe apoyando su operación posteriormente, especialmente si puede cumplir sus ambiciosos objetivos científicos. Yo tambien lo espero, porque NICER combina y mejora en gran medida las invaluables capacidades de las naves espaciales de rayos X anteriores:RXTE, Chandra, y XMM-Newton, que se utilizan para descubrir los misterios de las estrellas de neutrones y revelar propiedades de la física fundamental.

    La primera estrella de neutrones, un púlsar, fue descubierto en 1967 por Jocelyn Bell Burnell. Sería apropiado obtener un gran avance en las estrellas de neutrones en este año del 50 aniversario.

    Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.




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