Estrellas de sopa de neutrones

Púlsar |  Crédito: NASA/JPL-Caltech | Esta concepción artística muestra el sistema del planeta púlsar descubierto por Aleksander Wolszczan en 1992.   Los púlsares son estrellas de neutrones que giran rápidamente. Son los núcleos colapsados ​​de estrellas masivas que explotaron. Giran y expulsan radiación como un faro. Aquí, los campos magnéticos torcidos del púlsar se destacan en el resplandor azul.

 

Estrella de neutrones | Créditos: NASA | Esta interpretación artística muestra una estrella de neutrones ubicada a 50.000 años luz de la Tierra.

Si usted pudiera caminar sobre una estrella de neutrones, sus 60 kilogramos de peso se convertirían automáticamente en 10 mil millones de toneladas, pero antes de que pudiera notarlo, su cuerpo sería aplastado violentamente y absorbido por ésta. Con una gravedad inimaginable y girando cientos de veces por segundo, estos “cadáveres estelares” son considerados laboratorios flotantes del universo.

Las estrellas de neutrones no se parecen mucho a las estrellas que vemos normalmente desde la Tierra: son tan pequeñas como una ciudad, más masivas que el Sol, giran a gran velocidad y son el remanente de una explosión de Supernova (tipo 2).

Vivas en muerte

Al igual que los humanos, las estrellas nacen, desarrollan su vida y mueren. Hay una variedad enorme de estrellas en el universo y se agrupan de acuerdo a la cantidad de masa que poseen. Esta característica también determina cuántos años vivirá, por ejemplo una estrella similar a nuestro Sol brillará unos 10 mil millones de años. Entre más masa tenga, menos tiempo vivirá y su muerte será un espectáculo de fuegos artificiales cósmicos: una explosión de supernova.

 

RCW 86: el remanente de una supernova histórica | Créditos: X-ray:XMM-Newton,Chyra /IR:WISE,Spitzer | En el año 185 de nuestra era, los astrónomos chinos registraron la aparición de una nueva estrella en el asterismo de Nanmen, una parte del cielo identificada como Alfa y Beta Centauri en las cartas estelares modernas. La nueva estrella fue visible durante meses; se cree que es la primera supernova jamás registrada.

 

El remanente de supernova SN 1006 | Créditos: X-ray - NASA/CXC/Rutgers/G.Cassam-Chenai, J.Hughes et al.;Radio - NRAO/AUI/NSF/GBT/VLA/ Dyer, Maddalena & Cornwell;Optical - Middlebury College/F.Winkler, NOAO/AURA/NSF/CTIO Schmidt & DSS | Una nueva estrella, probablemente la supernova más brillante en toda la historia humana escrita, iluminó los cielos de nuestro planeta en el año 1006 d.C. La nube de desechos en expansión de dicha explosión estelar, que se encuentra en la meridional constelación del Lobo, todavía nos deleita con un o. Ahora se le conoce como el remanente de supernova SN 1006, y su nube de desechos parece tener unos 60 años luz de diámetro. Parece que es lo que queda de una estrella enana blanca.

Desde la Tierra las supernovas se ven como cuerpos que aparecen súbitamente en el cielo, brillan más que cualquier estrella durante varias semanas y luego, poco a poco, desaparecen. Lo que sucede es una explosión en la que la estrella moribunda expulsa sus capas externas, mientras que su núcleo interior colapsa.

Cuando una estrella muere en una explosión de Supernova, pueden pasar muchas cosas con sus restos, según la masa que posea: si es tan alta como 3 veces nuestro Sol, la gravedad hará que la materia colapse en un solo punto y, debido a la grandísima cantidad de materia, se convertirá en un agujero negro. Por el contrario, si la masa es alta (pero no tanto como en el caso anterior) el colapso se detendrá y el resultado será una estrella de neutrones, un objeto del tamaño de Medellín que contiene la misma masa que el Sol. 

Una sopa de neutrones

Estos cadáveres estelares son tan estrechos, tienen tanta masa acumulada en un solo lugar, que la altísima presión en su núcleo hace que electrones y protones se combinen y formen neutrones, partículas de las que toman su nombre. La composición del núcleo de una estrella de neutrones aún se desconoce, pero hay teorías que indican que se trata de un súper fluído o “sopa de neutrones”.

Del tamaño de una ciudad | Crédito: NASA's Goddard Space Flight Center | El tamaño de una estrella de neutrones comparado con el de la isla de Manhattan.

Para entender mejor este proceso, debemos considerar que casi toda la masa de un átomo está en el núcleo, pero éste es sumamente pequeño respecto a su tamaño total, si los comparáramos el núcleo atómico sería una mosca al interior de una catedral. “Prácticamente, la materia de la cual estamos hechos es vacío. En cambio, en una estrella de neutrones, todo el vacío que tiene la materia ha sido comprimido por una altísima gravedad, la cual, de acuerdo con la teoría, provocaría que los protones y electrones de los átomos se combinaran, dando lugar a otras partículas, principalmente neutrones” explica el astrofísico Dany Page, Investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM.

Por sus características extraordinarias, las estrellas de neutrones han ayudado a estudiar el comportamiento de la materia ultracompacta. La densidad de la materia que compone las estrellas de neutrones, entre ellas los púlsares, es la mayor del universo. Tanto que no se puede reproducir y estudiar en un laboratorio. Las presiones asombrosas del núcleo de las estrellas de neutrones podrían ser como las que existieron en el momento del big bang, pero esos estados no pueden simularse en la Tierra.

 

Faros estelares

Púlsar | Crédito: NASA/JPL-Caltech | Esta concepción artística Aquí, los campos magnéticos torcidos del púlsar se destacan en el resplandor azul.

Existen varios tipos de estrellas de neutrones, como los magnetares y los púlsares. Éstos últimos, descubiertos en los años sesenta con ayuda de radiotelescopios, giran cientos de veces por segundo y emiten radiación en ráfagas extraordinariamente regulares. Tan precisos eran los primeros púlsares observados, que sus descubridores pensaron que se trataba de señales de vida inteligente extraterrestre.

Los brotes de rayos gamma que emiten los púlsares son más potentes y destructivos que la bomba que impactó Hiroshima y el meteorito culpable de la extinción de los dinosaurios hace 65 millones de años.

“El interior de un púlsar es una estrella de neutrones, pero con un poderoso campo magnético…es tan poderoso que si uno empezara a acercarse a un púlsar que está a gran distancia, es capaz de extraer el hierro de tu sangre, es un imán gigante que se lleva todo lo metálico que haya en el espacio y se lo devora” define Andrés Ruiz, coordinador del grupo de astrobiología AMEBA y del grupo Orión.

 

Fuentes

  • Viaje a través del universo. Estrellas II. Ediciones Folio. España. P 104
  • “Si hubiera un púlsar cerca a la Tierra” Jose Manuel Nieves. Madrid. 2012 http://www.abc.es/ciencia/20121208/abci-victoria-kaspi-pulsar-tierra-201212071308.html
  • “Estrellas de neutrones: Los objetos más densos observables en el universo” . Comunicación AMC. 2013.
  • http://www.vanguardia.com.mx/estrellasdeneutroneslosobjetosmasdensosobservableseneluniverso-1796265.html
  • La vida privada de las estrellas. Estrellas de Neutrones. http://www.youtube.com/watch?v=-aB6_63eOSI

Visitantes del espacio profundo

MeteoritoFerrinWeb

Estudiar cuerpos menores podría ser visto como un asunto “menor” antes del evento de Chelyabinsk en febrero: si el impacto del objeto de 17 metros de ancho se hubiese retrasado 4 minutos, Alemania, por cierto más poblada que Siberia, habría resultado afectada con un impacto de 400 kilotones. Hace 105 años el impacto de Tunguska, también en Rusia, produjo un estimado de 3 a 5 megatones (Ver infografías Planetario). El asteroide Apophis es otra historia, su paso cerca de la Tierra el 13 de abril de 2029 involucra a la misión Don Quijote de la ESA cuyo objetivo será hacer un pequeño contacto con el objeto de 325 metros y enviarlo en  dirección opuesta a su movimiento. Dos naves espaciales harán el trabajo: Sancho estudiaría la composición del asteroide antes y después del impacto, e Hidalgo lo embestiría para modificar su velocidad, según afirmaciones a la revista Muy Interesante de Richard Binzel, experto en meteoritos y asteroides del MIT.

El Siglo XXI es el siglo de los asteroides, afirmó en una de sus conferencias Jorge Zuluaga, Coordinador del pregrado en Astronomía de la Universidad de Antioquia, el primero en Colombia y en la región andina. Y es que además del potencial minero de estos objetos, según Ignacio Ferrin, PhD. en física y experto en cuerpo menores “un asteroide contiene más níquel y oro que toda la Tierra”, se comienza a evidenciar un problema con la clasificación de objetos peligrosos y la detección de aquellos que entre otras cosas por estar cerca del Sol, no podemos ver desde nuestro planeta.

Los asteroides que se acercan a la órbita de la Tierra a menos de 50 millones de km (la distancia de la Tierra a la luna es de 400 mil km) se consideran NEA (Near Earth Asteroids – Asteroides cercanos a la Tierra), y según el profesor Zuluaga, “mientras Nasa busca 1600 de ellos, deja de buscar otros 1600″

 Meteorito SIKHOTE ALIN. Cayó en 1947 sobre una región de Siberia oriental. Cortesía de Ignacio Ferrin.

 

Cometas lázaro

Se está produciendo una revolución en el estudio de estos cuerpos celestes: dedicarse a los asteroides, meteoritos, cometas, meteoroides, no es simplemente develar unas “piedritas”. Además del interés económico y de seguridad mundial, ahondar en ellos podría aclarar uno de los grandes debates de la ciencia: de dónde vino el agua de la Tierra y por qué Venus carece de ella, por ejemplo.

Recientemente, los astrofísicos Zuluaga, Cuartas y Ferrin, han descubierto los denominados cometas lázaro. Según Ferrin “se supone que un asteroide es pura roca y los cometas puro hielo… pero resulta que nuestra investigación está encontrando que están mezcladas las dos cosas. Lo que indica que puede ser que existan rocas que tienen hielo encima…”

El Cinturón Principal de Asteroides es mostrado aquí en dos épocas, en tiempos presentes y al principio del Sistema Solar.  Arriba.  El Cinturón Principal en el presente según el viejo paradigma.   Según este paradigma no habría ninguna actividad cometaria allí.  En la mitad, el mismo Cinturón pero en el nuevo paradigma.  En este paradigma habría actualmente alguna actividad cometaria residual.  Abajo: cinturón principal de asteroides primordial en el nuevo paradigma.  El estudio descrito aquí clarifica la situación: hubo una actividad cometaria vigorosa al principio pero esa actividad decayó a medida que la población envejeció.  Como concecuencia se creó el denominado Cemterio de Cometas que hoy reside en el Cinturón Principal de Asteroides. Imagen: FACom

Este reciente descubrimiento tiene lugar en el lejano cinturón de asteroides, región situada entre Marte y Júpiter que alberga numerosos objetos que datan de la formación del Sistema Solar hace 4.550 millones de años y que no llegaron a convertirse en planetas por las perturbaciones gravitacionales jovianas.

Pablo Cuartas, candidado a Doctor, experto en exoplanetas y habitabilidad planetaria narra sobre los cometas lázaro: “Hemos descubierto que hay unos asteroides típicos en esta región, que en realidad no son asteroides, lo que parece ser es que son cometas que ya perdieron todo su material volátil, el agua y sus hielos, y que justamente lo que terminan siendo es un cadáver de cometa. Pero lo interesante es que algunos de ellos presentan actividad espontáneamente y justamente por eso los llamamos cometas lázaro, porque son cometas que de pronto despiertan de su aletargamiento y presentan cierta actividad en lo que se refiere a emitir material debido a la radiación solar.”

Durante mucho tiempo creímos que en esa región solamente habían rocas de tipo metálico o rocoso y posiblemente algunos cometas, pero no se tenía certeza de que algunos presentaran algo de actividad. De acuerdo con esta interpretación, millones de años atrás el cinturón principal estuvo poblado por miles de cometas activos…

“El cinturón de asteroides es un cementerio de cometas, están o muertos o dormidos y algunos están reviviendo… deben haber más de 90.000 cometas dormidos en el cinturón de asteroides… si alguna vez estuvieron despiertos los dinosaurios tuvieron que haber visto el cielo estallado de luces… al nosotros plantear que hay cometas muertos significaría que el agua vino de allí” afirma Ferrin, venezolano y profesor de la Universidad de Antioquia hace 3 años.

La exploración de los cuerpos menores del Sistema Solar, nos ha sorprendido con datos como que los cometas no son blancos sino negros ya que estan cubiertos de partículas de carbón y solo reflejan el 4% de la luz.

Las visitas al asteroide apolo Itokawa  por la sonda japonesa Hayabusa (halcón), al planeta enano Ceres y el asteroide Vesta por la misión Dawn de NASA, entre otras, suman datos a las investigaciones sobre cuerpos menores que buscan desentrañar en el antes y después del Sistema Solar, el origen del agua, la formación de la vida y hasta el posible fin del mundo a causa de una roca espacial.

Infografía: Hernán Franco. Cortesía Parque -Explora Planetario.

Infografía: Hernán Franco. Cortesía Parque -Explora Planetario.

Información sorprendente:

  • Los cometas no son de color blanco, son negros… solo reflejan el 4% de la luz. ¿Por qué? porque en el espacio hay mucho polvo y han encontrado moléculas que tienen gran cantidad de carbón.
  • Si te agarramos y te soltamos en el espacio cerquita del Sol te coinvertirías en un cometa, porque somos en gran parte agua y se sublimaría.

Para conocer más:

El negocio de capturar un asteroide

Hace una semana NASA abrió un plazo de treinta días para que el sector privado y cualquier colaborador potencial envíen sus ideas sobre cómo alcanzar este reto de localizar, redirigir y explorar los asteroides y sus amenazas.

Masajee su cerebro en el Coloquio de Astronomía

Coloquio Astronomía U de A - Explora

Imaginarse que Titán, una de las lunas (satélites) de Saturno tiene lagos de metano -una sustancia que en las condiciones de la Tierra estaría en estado gaseoso-  en su zona tropical, tal vez no sea una gran sorpresa para muchos: http://goo.gl/A9liZ

Pensar en la posible colisión de Andrómeda, nuestra galaxia vecina, con la Vía Láctea en aproximadamente tan solo 4 mil millones de años, puede no ser un motivo de preocupación urgente, pero es bueno preparase con tiempo: http://goo.gl/1sgz6

Un reality para ir a Marte en el 2023, con tiquete para una misión de ida sin regreso, probablemente pueda interesarle a más de uno que quiera darse unas vacaciones: http://goo.gl/NZUD1

Disfrutar de Time lapses con imágenes sorprendentes de auroras polares…

 

Seguir de cerca un día en la vida del Observatorio W. M. Keck…

 

Y Seguirle la pista a Venus en el tránsito que logró una interesante movilización social en Medellín, pueden ser algunos de los servicios de un verdadero spa del conocimiento.

Estas y otras aventuras, a la altura de las mejores películas de ciencia ficción, se viven cada viernes en el Coloquio de Astronomía U. De A. – Explora. Un espacio inexplorado por muchos y sorprendentemente atractivo para otros, donde con seguridad o al menos en mi caso, nunca se sale igual a como se entró. Es como la montaña rusa, ya sea que se te haga fácil o no, nunca te bajas como te subiste, al menos un poco despeinado.

Debo confesar que cuando me invitaron por primera vez al Coloquio de Astronomía, la imagen que se construyó en mi cabeza fue la de tres o cuatro personajes incomprendidos a los que denominamos ñoños, que probablemente no tienen otra cosa diferente que hacer un viernes en la noche. Pensé en qué ropa debía ponerme para mimetizarme entre el grupo y cómo adoptar una actitud intelectual para pasar desapercibida. Lentes, morral y algunos libros abrazados reforzarían la indumentaria, acompañados de otras estrategias básicas infalibles como sentarme en la última fila, esconderme tras el computador mientras juego Angry Birds y en caso de ser vista, asentir con la cabeza ante el discurso en chino que emitiera el sensei de ese grupo de iluminados. Pero eso sí, nunca, óigase bien, jamás osar levantar la mano para preguntar ante la más mínima presencia de duda (además porque seguro lo tendría que hacer todo el tiempo).

Y por último, en caso de emergencia, fingir demencia.

Esta descripción con un tinte de exageración, me es útil para decirles que tomar la decisión de traspasar la frontera imaginaria que creemos existe entre los gomosos de la ciencia (léase científicos, investigadores, aficionados y demás colados) y quienes caminamos desprevenidos de esos embrollos, puede resultar en una tarea titánica.

Como dijo el escritor argentino Domingo Faustino Sarmiento “La ignorancia es atrevida” y ante el temor de lo desconocido podemos en ocasiones armarnos de prejuicios, estereotipos e imaginarios que nos ayudan a tomar decisiones facilistas que logran hacernos perder de las maravillas de explorar pedacitos de universo.

Muchos son los personajes que nutren cada ocho días el coloquio y que distan mucho de parecer sacados de la película que me inventé inicialmente. Estudiantes de colegios y del pregrado de Astronomía, miembros de los diferentes clubes de la ciudad, aficionados y todo el que quiera asistir, hacen parte de la escena. Sin embargo, hay dos rostros que siempre se verán y aunque no precisamente podamos decir que sean la cara más linda del coloquio, si nos encantan con su pasión y creatividad a la hora de hablar de ciencia:

León Jaime Restrepo (@ljrq10) quien nos muestra semana a semana, una especie de Facebook solar con sus últimas actualizaciones de estado, que nos permite reconciliarnos con el astro rey y reconocer su verdadero rol, muchas veces reducido al de simple guía para saber qué zapatos usar, si empacar la sombrilla en el bolso o si el día será propicio para un exquisito bronceado de camionero.

Jorge Zuluaga (@zuluagajorge) por su parte, con su gran habilidad para divulgar la ciencia, realiza una estupenda selección y análisis de las noticias astronómicas más relevantes de la semana, invita a otros expertos y foguea a los chicos del pregrado de Astronomía, generando una atmósfera de confianza y respeto en la crisálida donde seguramente se gestarán los futuros científicos divulgadores.

Pues bien, lo mío con el coloquio fue amor a primera vista y aunque la relación ha sido algunas veces compleja, créanme que vale la pena pues en este espacio se vale equivocarse, se vale preguntar, se vale asombrarse.

 

Otras cositas para disfrutar

Coloquio de astronomía

http://coloquio-astronomia.wikispaces.com/

Astronomer’s Paradise