La estrella más grande y oscura

La estrella más grande y oscura
“Una cucharada , llena de la materia de una estrella de neutrones típica pesaría nada menos que unos cinco mil millones de toneladas”

Cuando nos hablan de las estrellas, solemos imaginar brillantes puntos de luz sobre un fondo oscuro o, tal vez, un grupo de actores y actrices sobre un fondo rojo.

Nadie, o casi nadie, imagina las estrellas como esferas oscuras y terribles, con una gravedad sobre su superficie tan grande que aplastaría el ego del más famoso actor, o incluso el del mejor entrenador de fútbol del mundo, hasta hacerlo desaparecer.

Sin embargo, en nuestro universo existen estrellas oscuras, pero tan inhóspitas como las brillantes.

Se trata de las estrellas de neutrones, formadas, como su nombre indica, por dichas partículas elementales, de carga eléctrica neutra.

En condiciones normales, los neutrones sólo se encuentran en el núcleo de los átomos, donde permiten que los protones, de carga positiva, permanezcan unidos a pesar de su gran repulsión mutua.

Las estrellas de neutrones se forman debido al colapso gravitatorio que se produce en el momento de la muerte de algunas estrellas brillantes muy masivas.

Cuando estas estrellas han agotado su combustible nuclear y no pueden generar suficiente energía y calor, la gravedad de su masa vence a la fuerza expansiva generada en su núcleo y la estrella se hunde sobre sí misma.

El colapso gravitatorio de la estrella causa un “efecto rebote” y, tras caer sobre sí misma a grandes velocidades, parte de la materia de la estrella rebota hacia el exterior en una gran y brillante explosión como estrella supernova.

En ese momento, la presión en el centro de la estrella es tan elevada que se cree que los electrones -de carga negativa- y los protones son forzados a fusionarse.

Las cargas eléctricas opuestas de ambas partículas se neutralizan, y toda la materia del núcleo se convierte en neutrones, que se mantienen juntos gracias a la enorme fuerza de gravedad.

Así pues, tras el último y enorme brillo emitido por la estrella, esta muere y deja tras de sí el cadáver de su núcleo oscuro y frío de neutrones.


Densidad astronómica

Las propiedades de las estrellas de neutrones son asombrosas. Para empezar, su tamaño es de solo unos doce kilómetros de diámetro, es decir, menor que el de ciudades como New York, Londres o Madrid.

Puesto que, sin embargo, su masa típica es algo mayor que la del Sol, la estrella de neutrones posee una impresionante densidad que puede calificarse de astronómica, por supuesto.

Para hacernos una idea, una cucharada de café llena de la materia de una típica estrella de neutrones pesaría nada menos que unos cinco mil millones de toneladas.

Este peso equivale a novecientas veces el de la Gran Pirámide de Egipto.

Igualmente, la densidad de una estrella de neutrones es equivalente a la que se conseguiría comprimiendo toda la humanidad, incluso a pesar de la epidemia de obesidad que sufrimos, al tamaño de ¡un terrón de azúcar!

La fuerza de gravedad que mantiene a estas estrellas comprimidas es también gigantesca.

Se calcula que para vencer a dicha fuerza y liberar de ella a los neutrones sería necesaria una energía equivalente a la de convertir completamente en energía la masa de una estrella como el Sol, de acuerdo a la ecuación de Einstein E=mc2.

Como sé que me marearé si veo el número que representa dicha cantidad de energía a nuestra escala habitual de julios y kilocalorías, dejo el ejercicio de calcularla al lector o lectora que se atreva.

Otra interesante propiedad de las estrellas de neutrones es que, al ser tan pequeñas y tan masivas, giran sobre sí mismas a una velocidad de vértigo.

Una estrella de neutrones puede girar sobre sí misma de unas pocas veces por segundo, lo que es ya rápido, a cientos de veces por segundo, lo que resulta rapidísimo.

A cada rotación, la estrella puede emitir un pulso de radiación por sus polos magnéticos, el cual permite detectarlas con los instrumentos adecuados.


Las estrellas de quarks no existen

Recientemente un grupo de astrónomos y astrofísicos han publicado en la revista Nature el descubrimiento de la estrella de neutrones más grande jamás detectada.

Este descubrimiento ha sido posible porque alrededor de esta estrella gira otra del tipo denominado enana blanca.

El análisis de las propiedades de este sistema binario ha permitido calcular la masa de sus dos componentes.

Así se ha comprobado que la masa de su estrella de neutrones es superior al doble de la masa de nuestro Sol, comprimida, como he dicho, a sólo unos pocos kilómetros de diámetro.

El descubrimiento de esta gran estrella de neutrones y el análisis de sus propiedades ha permitido descartar algunas hipótesis mantenidas por los astrofísicos sobre la existencia de estrellas aún más exóticas que las de neutrones, como podrían ser las estrellas de quarks.

Los quarks, de los que existen seis tipos diferentes, son partículas aún más elementales que los neutrones y que, de hecho, forman a estos, y a los protones.

La existencia de esta estrella de neutrones tan masiva indica que las estrellas de quarks no existen, lo que permite poner un límite al tipo de objetos que pueden existir en el universo y disminuye, por consiguiente, las incertidumbres que teníamos sobre el mismo, que sin embargo, continúan siendo muchas.

Esperemos que podamos seguir disminuyendo las incógnitas sobre el universo que aún quedan por resolver y que, al mismo tiempo, la humanidad resuelva los problemas que sufre aquí en la Tierra.

Ojalá la inteligencia que nos permite desarrollar la ciencia nos ayude a alcanzar esos sabios objetivos.

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Publicado por Jorge Laborda en Quilo de Ciencia
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