Cómo una estrella de neutrones se enfrió en cuatro días exprés
En abril de 2023, los satélites japoneses detectaron una potentísima explosión de rayos X en la estrella de neutrones MAXI J1752–457. La estrella se enfrió en 4 días, cinco veces más rápido de lo normal. Como si alguien hubiera entreabierto una rendija cósmica.
Esa rendija la abrió el «proceso Urca» nuclear. En un océano de núcleos atómicos de cientos de metros de espesor, protones y neutrones intercambian electrones, engendrando neutrinos. Estas partículas fantasma escapan al instante, llevándose el calor, como una corriente de aire se lleva el aire caliente.
Sorprendentemente, el mecanismo solo se activa a mil millones de grados; un poco menos de calor y el enfriamiento llevaría años. Las erupciones comunes, que queman hidrógeno y helio en la superficie, no abren esa rendija. Ahora, mediante la velocidad de enfriamiento, se pueden estudiar las entrañas de estos objetos superdensos.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2602.19018
We propose that the rapid cooling of the neutron star following its X-ray superburst in MAXI J1752$$-$$457 over a period of 4 days, observed by two Japanese satellites, MAXI and NinjaSat, is due to enhanced neutrino emission from cycles of electron capture and $$\beta^{-}$$ decay involving odd-$$A$$ nuclei (or Urca pairs) in the ocean. Hence, this work provides the first indication of the possible existence of such a ``nuclear Urca process". The observation of MAXI J1752$$-$$457 implies a hot ignition layer with a maximum temperature of $$\sim4~{\rm GK}$$, located near the Urca shell in the ocean, such that the nuclear Urca process becomes dominant for up to $$\sim2$$ days after the superburst. This behavior is distinct from that of normal Type-I X-ray bursts, which are triggered by hydrogen or helium burning in much shallower layers than those of superbursts. Our findings enable probing of superburst ashes through Urca pairs via long-term monitoring of crust cooling on day-long timescales.
El nombre «Urca» se inventó en un casino: los físicos George Gamow y Mário Schönberg bromeaban con que los neutrinos se llevan la energía tan implacablemente como el crupier las fichas.