El corazón frío del púlsar de rayos X ✎ exprés

Original: "Magnetospheric flows in X-ray pulsars II: Heating, cooling and ionization degree at sub-critical accretion"
arXiv:2607.10342 · 2026-07-11 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 1 min
Cerca de una estrella de neutrones, el gas que cae se enfría tanto que los electrones y protones comienzan a recombinarse en hidrógeno neutro.

Una cascada que no se calienta al caer, sino que se congela: así se comporta el gas que fluye hacia una estrella de neutrones en un púlsar de rayos X cuando la estrella brilla débilmente. Normalmente, la materia que cae se calienta hasta el blanco, pero un nuevo estudio muestra lo contrario.

La temperatura cerca de la superficie cae a unas decenas de electronvoltios, como si un metal incandescente se cubriera de escarcha.

El secreto está en el juego de tres fuerzas. Los rayos X de la estrella calientan el gas, como una cuchara se calienta en el té caliente. La compresión al caer también añade calor, similar al aire en una bomba de bicicleta. Pero el papel principal lo juega el enfriamiento: el gas pierde energía mediante radiación. Esto ocurre principalmente por transiciones libre-libre (cuando un electrón pasa cerca de un protón y emite luz) y por radiación ciclotrónica en el fuerte campo magnético. A baja luminosidad, el enfriamiento gana y el flujo se enfría.

En un campo magnético fuerte, los electrones giran en espiral y emiten energía: este proceso actúa como un refrigerador.

Una consecuencia sorprendente: cuando la temperatura cae, el plasma deja de estar completamente ionizado. Los electrones y protones se recombinan parcialmente en hidrógeno neutro. La radiación externa ioniza solo una capa delgada cerca de la superficie. Esto significa que a baja luminosidad, la acreción ocurre a través de un medio parcialmente ionizado, no a través de un plasma completamente ionizado como se pensaba antes.

A temperaturas de decenas de electronvoltios, el gas está más frío que la superficie de muchas estrellas: 1 eV corresponde aproximadamente a 11 600 grados Celsius, pero una estrella típica puede estar a millones de grados.

Científicos
Enrico FermiPaul DiracLudwig BoltzmannSubrahmanyan ChandrasekharFritz ZwickyRainer Sachs
Conceptos
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