A bugs life: las montañas en las estrellas de neutrones pueden tener solo fracciones de milímetros de altura

_{Representación artística de una estrella de neutrones. Crédito: ESO / L. Calçada}

Los nuevos modelos de estrellas de neutrones muestran que sus montañas más altas pueden tener solo fracciones de milímetros de altura, debido a la enorme gravedad de los objetos ultra densos. La investigación se presenta hoy en el Encuentro Nacional de Astronomía 2021.

Las estrellas de neutrones son algunos de los objetos más densos del Universo: pesan aproximadamente tanto como el Sol, pero miden solo alrededor de 10 km de ancho, similar en tamaño a una gran ciudad.

Debido a su compacidad, las estrellas de neutrones tienen una enorme atracción gravitacional alrededor de mil millones de veces más fuerte que la Tierra. Esto aplasta cada característica de la superficie a dimensiones minúsculas, y significa que el remanente estelar es una esfera casi perfecta.

Si bien son miles de millones de veces más pequeñas que en la Tierra, estas deformaciones de una esfera perfecta se conocen como montañas. El equipo detrás del trabajo, dirigido por el estudiante de doctorado Fabian Gittins en la Universidad de Southampton, utilizó modelos computacionales para construir estrellas de neutrones realistas y someterlas a una variedad de fuerzas matemáticas para identificar cómo se crean las montañas.

El equipo también estudió el papel de la materia nuclear ultra densa en el soporte de las montañas y descubrió que las montañas más grandes producidas tenían solo una fracción de milímetro de altura, cien veces más pequeñas que las estimaciones anteriores.

Fabian comenta: «Durante las últimas dos décadas, ha habido mucho interés en comprender qué tan grandes pueden ser estas montañas antes de que la corteza de la estrella de neutrones se rompa y la montaña ya no pueda recibir apoyo».

Trabajos anteriores han sugerido que las estrellas de neutrones pueden sostener desviaciones de una esfera perfecta de hasta unas pocas partes en un millón, lo que implica que las montañas podrían ser tan grandes como unos pocos centímetros. Estos cálculos asumieron que la estrella de neutrones se tensó de tal manera que la corteza estuvo a punto de romperse en todos los puntos. Sin embargo, los nuevos modelos indican que tales condiciones no son físicamente realistas.

Fabian añade: “Estos resultados muestran cómo las estrellas de neutrones son realmente objetos notablemente esféricos. Además, sugieren que observar ondas gravitacionales de estrellas de neutrones en rotación puede ser incluso más desafiante de lo que se pensaba ”.

Aunque son objetos individuales, debido a su intensa gravitación, las estrellas de neutrones que giran con ligeras deformaciones deberían producir ondas en el tejido del espacio-tiempo conocidas como ondas gravitacionales. Las ondas gravitacionales de las rotaciones de estrellas de un solo neutrón aún no se han observado, aunque los avances futuros en detectores extremadamente sensibles como LIGO avanzado y Virgo pueden ser la clave para sondear estos objetos únicos.