Cuando muere una estrella masiva, sus principales contratos. En una explosión de supernova las capas externas de la estrella son expulsadas, dejando atrás una estrella de neutrones ultracompacta. Por primera vez, Los Observatorios LIGO y Virgo han podido observar recientemente la fusión de dos estrellas de neutrones y medir la masa de las estrellas fusionadas. Juntos, las estrellas de neutrones tenían una masa de 2,74 masas solares. Con base en estos datos de observación, un equipo internacional de científicos de Alemania, Grecia, y Japón, incluido el astrofísico de HITS, Dr. Andreas Bauswein, ha logrado reducir el tamaño de las estrellas de neutrones con la ayuda de simulaciones por computadora. Los cálculos sugieren que el radio de la estrella de neutrones debe ser de al menos 10,7 km. Los resultados del equipo de investigación internacional se han publicado en Cartas de revistas astrofísicas .

El colapso como evidencia

En colisiones de estrellas de neutrones, dos estrellas de neutrones orbitan una alrededor de la otra, eventualmente fusionándose para formar una estrella con aproximadamente el doble de la masa de las estrellas individuales. En este evento cósmico, ondas gravitacionales (oscilaciones del espacio-tiempo) cuyas características de señal están relacionadas con la masa de las estrellas, son emitidos. Este evento se parece a lo que sucede cuando se arroja una piedra al agua y se forman olas en la superficie del agua. Cuanto más pesada es la piedra, cuanto más altas son las olas.

Los científicos simularon diferentes escenarios de fusión para las masas medidas recientemente para determinar el radio de las estrellas de neutrones. Al hacerlo, se basaron en diferentes modelos y ecuaciones de estado que describen la estructura exacta de las estrellas de neutrones. Luego, el equipo de científicos verificó si los escenarios de fusión calculados son consistentes con las observaciones. La conclusión:todos los modelos que conducen al colapso directo del remanente de la fusión pueden descartarse porque un colapso conduce a la formación de un agujero negro, lo que a su vez significa que se emite relativamente poca luz durante la colisión. Sin embargo, diferentes telescopios han observado una fuente de luz brillante en el lugar de la colisión de las estrellas, lo que proporciona una clara evidencia contra la hipótesis del colapso.

Por lo tanto, los resultados descartan una serie de modelos de materia de estrellas de neutrones, es decir, todos los modelos que predicen un radio de estrella de neutrones menor de 10,7 kilómetros. Sin embargo, la estructura interna de las estrellas de neutrones aún no se comprende del todo. Los radios y la estructura de las estrellas de neutrones son de particular interés no solo para los astrofísicos, pero también a los físicos nucleares y de partículas porque la estructura interna de estas estrellas refleja las propiedades de la materia nuclear de alta densidad que se encuentra en cada núcleo atómico.

Las estrellas de neutrones revelan propiedades fundamentales de la materia

Si bien las estrellas de neutrones tienen una masa ligeramente mayor que nuestro sol, su diámetro es sólo de unos 10 km. Por tanto, estas estrellas contienen una gran masa en un espacio muy pequeño, lo que conduce a condiciones extremas en su interior. Los investigadores han estado explorando estas condiciones internas durante algunas décadas y están particularmente interesados ​​en reducir mejor el radio de estas estrellas, ya que su tamaño depende de las propiedades desconocidas de la materia de densidad.

Las nuevas mediciones y los nuevos cálculos están ayudando a los teóricos a comprender mejor las propiedades de la materia de alta densidad en nuestro universo. El estudio recientemente publicado ya representa un avance científico ya que ha descartado algunos modelos teóricos, pero todavía hay otros modelos con radios de estrellas de neutrones superiores a 10,7 km. Sin embargo, los científicos han podido demostrar que nuevas observaciones de fusiones de estrellas de neutrones continuarán mejorando estas mediciones. Los Observatorios LIGO y Virgo acaban de comenzar a tomar medidas, y la sensibilidad de los instrumentos seguirá aumentando durante los próximos años y proporcionará datos de observación aún mejores. "Esperamos que pronto se observen más fusiones de estrellas de neutrones y que los datos de observación de estos eventos revelen más sobre la estructura interna de la materia". ", Concluye el científico de HITS Andreas Bauswein.