La estrella de neutrones con “sobrepeso” desafía la teoría del agujero negro, dicen los astrónomos | agujeros negros

Los astrónomos han notado la presencia de una estrella de neutrones “sobrepeso”, quienes dicen que el misterioso objeto está confundiendo las teorías astronómicas.

La estrella supermasiva fue producida por la fusión de dos estrellas de neutrones más pequeñas. Tales colisiones generalmente dan como resultado estrellas de neutrones tan masivas que colapsan en un agujero negro casi instantáneamente bajo su propia gravedad. Pero las últimas observaciones han revelado que la monstruosa estrella se cernía sobre el horizonte durante más de un día antes de desaparecer de la vista.

“Por lo general, no se cree que una estrella de neutrones tan masiva con una esperanza de vida tan larga sea posible”, dijo la Dra. Nuria Jordana Mitjans, astrónoma de la Universidad de Bath. “Es un misterio por qué esto fue tan duradero”.

Las observaciones también plantean preguntas sobre la fuente de los destellos increíblemente energéticos, conocidos como estallidos cortos de rayos gamma (GRB), que acompañan a las fusiones de estrellas de neutrones. Se supone ampliamente que estos estallidos, los eventos más energéticos en el universo desde el Big Bang, brotan de los polos de un agujero negro recién formado. Pero en este caso, el estallido de rayos gamma observado debe haber emanado de la propia estrella de neutrones, lo que indica un proceso completamente diferente.

Las estrellas de neutrones son las estrellas más pequeñas y densas que existen, ocupando un lugar destacado entre las estrellas convencionales y los agujeros negros. Tiene unas 12 millas de ancho y es tan denso que una cucharadita del material tiene una masa de mil millones de toneladas. Tienen una capa lisa de neutrones puros, 10 mil millones de veces más fuerte que el acero.

“Son cosas raras, raras”, dijo la profesora Carol Mondel, astrónoma de la Universidad de Bath y coautora del estudio. “No podemos recolectar estos materiales y traerlos de regreso a nuestro laboratorio, por lo que la única forma en que podemos estudiarlos es cuando hacen algo en el cielo que podemos observar”.

En este caso, dijo Mondel, parece que algo impidió que la estrella de neutrones “notara cuán masiva es”. Una posibilidad es que la estrella estuviera girando tan rápido y con campos magnéticos tan masivos que su colapso se retrasó, algo así como agua dentro de un balde inclinado si se balanceaba lo suficientemente rápido.

“Este es el primer vistazo directo que podríamos obtener de una estrella de neutrones supermasiva en la naturaleza”, dijo Mondel. “Mi corazonada es que encontraremos más de ellos”.

Las observaciones inesperadas se realizaron utilizando el Observatorio Neil Gehrells Swift de la NASA, que detectó un estallido inicial de rayos gamma procedente de una galaxia a unos 10.600 millones de años luz de distancia. Un observatorio automatizado, el Telescopio de Liverpool, ubicado en las Islas Canarias, luego giró automáticamente para mostrar los efectos de la fusión. Estas observaciones revelaron signos reveladores de una estrella de neutrones hipermagnética que gira rápidamente.

Esto indica que la propia estrella de neutrones desató un estallido de rayos gamma, en lugar de ocurrir después de su colapso gravitacional. Hasta ahora, era difícil saber la secuencia exacta de eventos.

“Estábamos emocionados de capturar la luz óptica muy temprana de este breve estallido de rayos gamma, algo que todavía es prácticamente imposible de hacer sin un telescopio robótico”, dijo Mondel. “Nuestro descubrimiento abre una nueva esperanza para los próximos estudios del cielo utilizando telescopios como el Observatorio Rubin del LSST, en el que podemos encontrar señales de cientos de miles de estas estrellas de neutrones de larga vida antes de que colapsen en agujeros negros”.

“El equipo encontró evidencia de una estrella de neutrones supermasiva estable, que es un hallazgo realmente importante”, dijo Stefano Covino, astrónomo del Observatorio Astronómico de Brera en Milán, que no participó en la investigación.

Dijo que el trabajo podría proporcionar nuevos conocimientos sobre la estructura interna de las estrellas de neutrones, que presumiblemente contienen un núcleo de materia exótica, aunque se desconoce la forma exacta que toma.

Los resultados han sido publicados en Diario astrofísico.