sábado, marzo 05, 2011

Una estrella de neutrones con el núcleo superfluido


El remanente de supernova Cassiopeia A (Cass A), situado a una tranquilizadora distancia de 11 mil años-luz, es todo lo que queda de la explosión mortal de una estrella masiva que fue visible desde la Tierra en 1680, hace apenas 330 años (clic en la imagen para ampliarla a 864 x 587 píxeles o verla aún más grande).

La nube de desechos en expansión mide unos 15 años-luz de diámetro en esta composición de rayos X y luz óptica.

En cuanto al pequeño punto luminoso cercano al centro de la imagen, se trata de una estrella de neutrones (cuya representación artística se presenta en el recuadro), los restos increíblemente comprimidos del núcleo estelar. Aún bastante caliente para emitir rayos X, la estrella de neutrones de Cass A se enfría poco a poco.

Imagen óptica del remanente de supernova Cassiopeia A, registrada por el Telescopio Espacial Hubble.

Diez años de observaciones efectuadas con el observatorio espacial de rayos X Chandra han puesto de manifiesto que la estrella de neutrones se enfría en realidad rápidamente. Y el proceso es tan rápido que los investigadores piensan que una gran parte del núcleo de la mencionada estrella está constituida por neutrones en un estado superfluido (ver la imagen al pie de la entrada) y, por tanto, desprovistos de fricción.

Los resultados del Chandra son la primera prueba observacional de este extraño estado de la materia.

La formación de un superfluido en una estrella de neutrones. En esta representación artística se muestran algunos detalles de cómo comienza a formarse un superfluido de neutrones en una estrella de neutrones. Muestra un primer plano esquemático del mar de neutrones situado en el núcleo ultradenso de una estrella de neutrones. Seguiremos los dos neutrones en primer plano que se mueven uno hacia el otro en el panel de la izquierda. La lentitud del movimiento de ambos neutrones se debe a las interacciones, por medio de la fuerza nuclear fuerte, que tienen con el mar de neutrones. Si la temperatura del núcleo cae por debajo de un valor crítico, los dos neutrones pueden formar un par, a resultas del cual emiten un par de neutrinos (en el panel del medio). Este par de neutrones se desplaza a gran velocidad porque adquirió propiedades físicas diferentes y ya no lo retienen las interacciones con el mar de neutrones circundante (en el panel de la derecha): se ha convertido en un superfluido. La estrella de neutrones pierde los neutrinos, por lo que la estrella pierde energía y se enfría (clic en la imagen para ampliarla). Más información (en inglés).

Vía Foto astronómica del día correspondiente al 5 de marzo de 2011. Esta página ofrece todos los días una imagen o fotografía del universo, junto con una breve explicación escrita por un astrónomo profesional. Crédito: Rayos X, NASA / CXC / UNAM / Ioffe / D.Page, P.Shternin et al; Optica: NASA / STScI; ilustración: NASA/CXC / M.Weiss.

escrito por el sofista @ sábado, marzo 05, 2011