Café con leche: el secreto de las estrellas de neutrones ✦
Los científicos han construido una ecuación de estado de la materia en las estrellas de neutrones, desde la superficie hasta las profundidades donde los quarks son libres. Para soportar estrellas con el doble de masa que el Sol, se necesita que el sonido en su interior primero se acelere y luego se desacelere hasta un cierto límite. Esto sugiere una transición suave entre la materia ordinaria y la materia de quarks, como el hielo que se derrite no de golpe, sino paulatinamente. ¿Cómo cambia esta 'blandura' nuestras ideas sobre los objetos más densos del universo?
Las estrellas de neutrones estrellas de neutrones son la última etapa de la evolución estelar para estrellas masivas: tras la explosión, el núcleo se comprime hasta el tamaño de una ciudad, pero pesa como el Sol. En los años 30 Fritz Zwicky las predijo, y en 1967 Jocelyn Bell Burnell descubrió los púlsares púlsares, estrellas de neutrones giratorias que emiten señales de radio como faros cósmicos.
Dentro de estos cuerpos, la densidad es mayor que la nuclear, por lo que los protones y neutrones se descomponen en quarks. Durante mucho tiempo se creyó que entre la materia nuclear y la fase de quarks había un límite brusco. Sin embargo, los científicos combinaron los datos de ondas gravitacionales ondas en el espacio-tiempo de fusiones de estrellas de neutrones y los resultados del telescopio NICER, que mide la curvatura del espacio-tiempo a su alrededor. Con la ayuda de simulaciones por computadora simulaciones por computadora y cálculos basados en la teoría cuántica de campos teoría cuántica de campos y el modelo estándar modelo estándar de partículas — la parte que describe la interacción fuerte fue creada por Frank Wilczek — descubrieron que la transición es suave, como la del café con leche. La materia se transforma gradualmente en plasma de quarks y gluones plasma, sin una línea clara, como la leche se esparce en remolinos en el espresso.
Este cruce explica por qué las estrellas de neutrones pueden pesar el doble que el Sol y no colapsar en un agujero negro: la materia se comprime cada vez más fácilmente, en lugar de ofrecer una resistencia rígida. Gracias a esto, también giran frenéticamente: algunas dan más de 700 vueltas por segundo sin desintegrarse.
🎯 Las ondas sonoras en una estrella de neutrones viajan a más de un tercio de la velocidad de la luz: una señal del centro llega a la superficie en milisegundos.
🎬 En la novela de Robert Forward «Huevo de dragón», en una estrella de neutrones habitan seres inteligentes: una fantasía basada en las propiedades inusuales de la materia a densidades extremas.