¡Como 300.000 Tierras juntas! Tiene 2,17 veces la masa de nuestro Sol en una esfera de apenas 30 kilómetros.

Un equipo de astrónomos ha descubierto a través del telescopio Green Bank (GBT) en Virginia (EE.UU.) la estrella de neutrones más masiva del universo hasta la fecha. Este púlsar, llamado J0740 + 6620, es un núcleo colapsado de una estrella colosal, que tenía una masa total de 10 a 29 masas solares antes de colapsarse. La masa típica del núcleo sobrante es de aproximadamente 1,4 masas solares.

A pesar de su enorme masa, las estrellas de neutrones son increíblemente pequeñas cuando se trata de su tamaño físico. Por lo general, su radio es de apenas unos 10 kilómetros. Solo imaginarnos por un momento que un objeto con un radio de solo 10 kilómetros posee una masa más grande que la de nuestro Sol, ya empezamos a comprender lo fabulosas e intensas que son, pues las estrellas de neutrones son potencialmente el tipo de estrella más denso del universo.

J0740 + 6620 es un púlsar que gira rápidamente con 2,17 veces la masa del sol (que es 333.000 veces la masa de la Tierra) en una esfera de solo 20-30 kilómetros. Esta medición se acerca a los límites de cuán masivo y compacto puede llegar a ser un solo objeto sin colapsarse un agujero negro.

La estrella fue detectada aproximadamente a 4.600 años luz de distancia de la Tierra.

Estos hallazgos, del Centro de Fronteras de Física NANOGrav, financiado por la National Science Foundation, han sido publicados en la revista Nature Astronomy.

El presente descubrimiento es uno de los muchos de carácter fortuito, dijo Maura McLaughlin, coautora del trabajo, que surgieron durante las observaciones de rutina tomadas como parte de una búsqueda de ondas gravitacionales.

Misteriosas y fascinantes

Los astrónomos midieron la masa de este púlsar a través de un fenómeno conocido como "Retraso de Shapiro". Básicamente, la gravedad del compañero de la enana blanca del púlsar, una estrella pequeña y densa que coorbita en órbita alrededor de la estrella de neutrones, deforma el tejido del espacio y el tiempo a su alrededor en un grado proporcional a la masa de la enana blanca. Estas distorsiones en el espacio-tiempo retrasan los pulsos del púlsar en decenas de millonésimas de segundo cuando pasa detrás de la enana blanca desde el punto de vista de la Tierra. Los científicos pueden medir estos retrasos para calcular la masa de la enana blanca. Al analizar la forma en que el púlsar y la enana blanca orbitan entre sí, pueden estimar la masa del púlsar.

"En Green Bank, estamos tratando de detectar ondas gravitacionales de los púlsares. Para hacer eso, necesitamos observar muchos púlsares de milisegundos, que son estrellas de neutrones que giran rápidamente. Este no es un documento de detección de ondas gravitacionales, sino uno de los muchos resultados importantes que han surgido de nuestras observaciones", aclara McLaughlin.

Este tipo de objetos llevan estudiándose durante décadas, pero aún restan muchos misterios sobre su naturaleza. Por ejemplo, desconocemos si se descomponen en una sopa de quarks subatómicos u otras partículas exóticas y en qué momento y cómo la gravedad vence a la materia y forma un agujero negro...

"Estas estrellas son muy exóticas. No sabemos de qué están hechos y una pregunta realmente importante es, '¿Cuán masiva puede llegar a ser una de estas estrellas?' Tiene implicaciones para el material muy exótico que simplemente no podemos crear en un laboratorio en la Tierra", expone McLaughlin.

Analizando la medición del púlsar

Un púlsar es una estrella de neutrones giratoria magnetizada o una enana blanca que emite rayos de radiación electromagnética. Estos rayos que atraviesan el espacio recuerdan un faro mientras irradia su luz en un círculo. Sin embargo, cuando se trata de lo rápido que giran, hay una pequeña diferencia. Los pulsares pueden girar cientos de veces por segundo. Este giro es tan regular que los científicos pueden usarlo como algo parecido a un reloj atómico. El tiempo ayuda a los científicos a estudiar las misteriosas características del espacio-tiempo, medir las masas de los objetos estelares y mejorar su comprensión de la relatividad general.

Respecto al "retraso de tiempo de Shapiro"

El efecto de retardo de tiempo de Shapiro es una prueba clásica de la relatividad general. Básicamente, la gravedad de la estrella enana blanca deforma ligeramente el espacio que la rodea, siguiendo la teoría general de la relatividad de Einstein. Esta deformación significa que las oscilaciones de la estrella de neutrones giratoria tienen que viajar un poco más lejos porque tienen que sortear las distorsiones del espacio-tiempo creadas por la enana blanca. Los científicos pueden utilizar la importancia de ese retraso para determinar la masa de la enana blanca.

Scott Ranson, coautor del artículo, afirmó que la orientación de este sistema estelar binario creó un fantástico laboratorio cósmico. Cada descubrimiento de estrella de neutrones 'más masiva' acercará a los científicos a identificar el punto de inflexión donde la gravedad derrota la capacidad de las estrellas de neutrones de no colapsar en un agujero negro.

Vivimos en tiempos emocionantes cuando se trata del campo de la astrofísica. Este último descubrimiento solo aumenta nuestra emoción y con los próximos telescopios terrestres gigantes y futuros telescopios espaciales avanzados, probablemente esto no haya hecho más que empezar.

Referencia: Relativistic Shapiro delay measurements of an extremely massive millisecond pulsar, Nature Astronomy (2019).

muyinteresante.es / Sarah Romero, 17/09/2019

Detectan la estrella de neutrones más gigantesca del universo