NICER, primera misión para estudiar las estrellas de neutrones

 

NICER, primera misión para estudiar las estrellas de neutrones

Misión NICER
NASA
Actualizado 30/05/2017 12:47:25 CET

   MADRID, 30 May. (EUROPA PRESS) -

   Una misión de la NASA va a dirigirse a la Estación Espacial Internacional en junio para observar uno de los objetos observables más extraños en el universo, las estrellas de neutrones.

   Con su lanzamiento el 1 de junio, el Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) será instalado a bordo del complejo orbital como la primera misión dedicada a estudiar las estrellas de neutrones, un tipo de estrella colapsada tan densa que los científicos no saben cómo se comporta la materia en su interior.

   Una estrella de neutrones comienza su vida como una estrella entre aproximadamente siete y 20 veces la masa de nuestro sol. Cuando este tipo de estrellas se queda sin combustible, se derrumba bajo su propio peso, aplastando su núcleo y provocando una explosión de supernova. Lo que queda es una esfera ultra-densa de sólo 30 kilómetros de diámetro pero con hasta dos veces la masa de nuestro sol comprimida en su interior. En la Tierra, una cucharadita de materia de estrella de neutrones pesaría mil millones de toneladas.

   Keith Gendreau, investigador principal de NICER en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland, dijo: "Si tomas el Monte Everest y lo aprietas en algo así como un terrón de azúcar, esa es la densidad de la que estamos hablando"

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   Debido a que las estrellas de neutrones son tan densas, los científicos no están seguros de cómo se comporta la materia en sus interiores. En la experiencia cotidiana, los objetos están compuestos de átomos. Cuando las estrellas de neutrones se forman, sus átomos se trituran juntos y se fusionan. Como resultado, la mayor parte de una estrella de neutrones está formada por partículas subatómicas apretadas - principalmente neutrones, así como protones y electrones, en varios estados. Las mediciones de NICER ayudarán a los científicos a comprender mejor cómo se comporta la materia en este entorno.

   "Tan pronto como se pasa por debajo de la superficie de una estrella de neutrones, las presiones y densidades aumentan muy rápidamente, y pronto se encuentra en un ambiente que no se puede producir en ningún laboratorio de la Tierra", dijo en un comunicado el científico de la Universidad de Columbia Slavko Bogdanov, que lidera el grupo de modelado de curva de luz NICER.

   El único objeto conocido más denso que una estrella de neutrones es su primo oscuro, el agujero negro. Un agujero negro se forma cuando una estrella más de aproximadamente 20 veces la masa de nuestro sol colapsa. La poderosa gravedad de un agujero negro establece una barrera conocida como horizonte de eventos, lo que impide la observación directa. Así que los científicos recurren a las estrellas de neutrones para estudiar la materia en el límite observable más extremo de la naturaleza.

   "Las estrellas de neutrones representan un límite de densidad natural para la materia estable que no se puede superar sin convertirse en un agujero negro", dijo Zaven Arzoumanian, subdirector de NICER y director científico de Goddard. "No sabemos qué pasa con la materia cerca de esta densidad máxima".

   Para estudiar este límite, NICER observará estrellas de neutrones que giran rápidamente, también conocidas como púlsares. Estas estrellas pueden rotar cientos de veces por segundo, más rápido que las hojas de una licuadora doméstica. Los púlsares también poseen campos magnéticos enormemente fuertes, billones de veces más fuertes que los de la Tierra. La combinación de rotación rápida y fuerte magnetismo acelera las partículas a casi la velocidad de la luz. Algunas de estas partículas siguen el campo magnético a la superficie, lloviendo sobre los polos magnéticos y calentándolos hasta que forman los denominados puntos calientes que brillan intensamente en la luz de rayos X.

   "NICER está diseñado para ver la emisión de rayos X de esos puntos calientes", dijo Arzoumanian. "A medida que los puntos varían hacia nosotros, vemos más intensidad a medida que avanzan hacia nuestra línea de visión y menos cuando se mueven hacia fuera, iluminándose y atenuándose cientos de veces cada segundo".

   La gravedad de una estrella de neutrones es tan fuerte que distorsiona el espacio-tiempo, la trama del cosmos, distorsionando nuestra visión de la superficie de la estrella y sus puntos radicales. NICER medirá los cambios de brillo relacionados con estas distorsiones a medida que la estrella gira. Esto permitirá a los científicos determinar el radio del púlsar, una medida clave necesaria para comprender plenamente su estructura interior.

   "Una vez que tenemos una medida de la masa y el radio, podemos vincular esos resultados directamente a la física nuclear de lo que sucede cuando se comprime mucha masa en un volumen tan pequeño", dijo Arzoumanian.

Además de comprender cómo se combinan las estrellas de neutrones, las observaciones de NICER también ayudarán a los científicos a comprender mejor la masa crítica que una estrella debe lograr antes de que pueda convertirse en un agujero negro. Esto es particularmente importante en sistemas donde las estrellas de neutrones orbitan otra estrella, lo que les permite extraer material de la estrella compañera y ganar más masa.

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