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Universidad Nacional de Rosario - Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura

18 de Julio de 2022 | 6 ′ 32 ′′

Un científico rosarino estudia las estrellas de neutrones

Desde la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de Rosario, el físico Diego Sevilla estudia las estrellas de neutrones que son particularmente muy densas, con una masa mayor a la de nuestro Sol.

“Las figuras que forman las estrellas en el cielo son interpretadas por las mitologías de cada cultura, pero desde la ciencia sabemos que estamos viendo nuestra galaxia con forma de disco aplanado desde su interior, formándose la Vía Láctea”, dice el doctor en Física de la UNR Diego Sevilla, que se dedica a la investigación astrofísica, una ciencia que explica los fenómenos astronómicos a partir de las leyes de la física.

Si tuviera que elegir algún fenómeno que le gustaría ver, Sevilla no lo duda: sería una supernova, que es la explosión de una estrella, algo rarísimo que se da con una frecuencia de menos de una vez por siglo. Primero se observa un aumento de brillo muy espectacular, que se produce durante aproximadamente una semana y que puede llegar a ser visible incluso de día, y luego ese brillo decae lentamente durante los siguientes meses.

Los astrónomos chinos reportaron una de las más famosas, que es la que originó a la actual nebulosa del Cangrejo en el año 1054. La más reciente que pudo ser observada a simple vista ocurrió en 1987. Tuvo lugar en la galaxia vecina de la Gran Nube de Magallanes. “Las supernovas aportan una gran cantidad de datos científicos”, afirma el investigador.

Además de una nebulosa, en general una supernova deja una estrella residual. Las supernovas, como la de la nebulosa del Cangrejo, dejan una estrella de neutrones, mientras que otras más intensas pueden originar agujeros negros, que son grandes concentraciones de masa que forman una especie de hoyo en el espacio-tiempo dentro del cual la gravedad es tan intensa que nada, ni siquiera la luz, puede escapar.

La vida de las estrellas

El tiempo de vida de una estrella depende de su masa. Las más grandes, que tienen entre 50 y 100 veces la masa del Sol, viven menos, unos 100 millones de años, debido a la velocidad de sus reacciones nucleares. Después están las estrellas como nuestro Sol, que pueden llegar a vivir 10.000 millones de años.

Todas se forman de materia dispersa como una gran nube de gas que se va haciendo más densa y empieza a disparar una serie de reacciones termonucleares. Estas mantienen el calor interno de la estrella, pero cuando se agota ese combustible sigue un proceso de contracción, se van activando distintas reacciones y alcanzan períodos de inestabilidad. Hasta que llega un momento en que ya no hay nada que detenga el colapso.

Eso provoca una explosión –una supernova– que termina liberando las capas exteriores de la estrella y queda un núcleo denso, en el caso de las estrellas con una masa importante. Las de menor masa tienen un final de vida más tranquilo, donde simplemente se contraen hasta un estado estable y terminan enfriándose.

En la actualidad, Sevilla estudia las estrellas de neutrones que son particularmente muy densas, con una masa mayor a la del Sol pero en un radio de unos 10 o 15 km. Las presiones y las densidades que hay en esos objetos son abismales y la física sale de todo lo conocido en la Tierra o de lo que puede llegar a verse en laboratorios, según explica.

Una hipótesis indica que están compuestas por una forma exótica de materia, que se llama materia extraña. Tienen una abundancia de quarks extraños que no se ven en la materia ordinaria pero aparecerían a ultra densidades. Entonces, la pregunta que se hace el investigador es: ¿cómo ocurre la transformación de materia ordinaria que tiene la estrella en su estadio anterior a este tipo de materia?

Hay varias respuestas posibles: una es que ocurre una transformación lenta para liberar energía, y otra es la de una explosión que provoca la transformación en unos milisegundos.

El proyecto que lleva adelante Sevilla consiste en simular computacionalmente ese evento y buscar algunas características que permitan identificarlo más adelante en el cielo, como la energía liberada o cuánta masa podría ser eyectada. “La única manera que tenemos de validar esas hipótesis es ver las consecuencias que traen y si se observan o no. Las estrellas de neutrones son los laboratorios que tenemos para testear”, explica a Argentina Investiga.

Las estrellas de neutrones no son visibles a simple vista y sólo dos han sido observadas en el espectro óptico por el telescopio Hubble. Si bien su temperatura es muy elevada, su superficie es muy pequeña y no emiten radiación visible en forma apreciable, pero sí se detectan en radio y en rayos x.

El fin del Universo

“El Universo como lo conocemos se va terminar. A medida que transcurre el tiempo va agotando la capacidad de albergar vida. Podríamos decir que es como el fuego que se consume, se agota, quedan cenizas y después no tiene más posibilidad de proveer energía. Lo mismo va pasando con los procesos físicos y químicos”, dice el investigador de la UNR.

El universo en sí, considerado como un lugar o espacio, podría o no desaparecer. De acuerdo a las teorías modernas, en un momento era un punto que explotó, se fue inflando y de esa manera se creó el espacio y el tiempo en el que estamos ahora. “Existe la posibilidad que se invierta el sentido y el Universo empiece a contraerse nuevamente hacia un punto. Cuando colapse totalmente y quede reducido a un punto, podríamos decir que ése es su fin”, afirma. Sin embargo, aclara que también existe la posibilidad de que nunca deje de expandirse y en ese caso el Universo como un lugar seguirá existiendo por siempre, pero sin la capacidad de sustentar la vida.

Diego Sevilla es Doctor en Física, profesor en la asignatura Física III para las carreras de Ingeniería de la Universidad Nacional de Rosario. Su área de investigación en la Astrofísica Relativista.

Victoria Arrabal
Universidad Nacional de Rosario

Secretaría de Comunicación y medios Dirección de Prensa
vicarrabal@hotmail.com
www.unr.edu.ar


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