Peonzas en el cosmos: por qué los giros de las estrellas de neutrones lo deciden todo ✛ ✎

Original: "The imprint of individual neutron star spins on ejecta, $$r$$-process nucleosynthesis, and kilonovae in binary neutron star mergers"
arXiv:2608.22058v1 · 2026-08-22 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 1 min
Si dos estrellas de neutrones tienen rotaciones distintas pero la misma suma de rotaciones, las eyecciones de materia y el brillo del destello tras su fusión cambian decenas de veces.

Lanza dos peonzas sobre una mesa. Si giran en el mismo sentido, su rotación total es grande; si giran en sentidos opuestos, la rotación combinada puede ser nula, aunque cada peonza gire rápido. Las estrellas de neutrones que se aproximan antes de fusionarse tienen una propiedad similar: su rotación propia, el espín. Las ondas gravitacionales que emite el par dependen principalmente de la rotación total media. Pero, ¿qué ocurre si se cambia la rotación de cada estrella sin alterar la suma? Resulta que las eyecciones de materia y el brillo del destello tras la fusión cambian decenas de veces.

Una kilanova es un destello brillante tras la fusión de estrellas de neutrones, en el que nacen oro, platino y uranio.

Los científicos realizaron simulaciones por computadora de fusiones con distintas masas y rotaciones de las estrellas, pero con la misma rotación total. La masa del material expulsado varió hasta 45 veces. La producción de elementos más pesados que el bario varió más de cien veces. El brillo de la kilanova difirió en casi una magnitud estelar, y el color, en una magnitud y media. Es como si dos fábricas con motores de la misma potencia produjeran cantidades de producto decenas de veces distintas. Por tanto, a partir de la luz del destello se puede determinar la rotación de cada estrella por separado, algo que no se puede lograr con las ondas gravitacionales.

En uno de los modelos con espines opuestos, las eyecciones rápidas (a más de 0,6 veces la velocidad de la luz) alcanzan una masa de aproximadamente una milésima de la masa solar, decenas de veces mayor que en fusiones típicas sin rotación. Estas eyecciones podrían ser la fuente de los componentes más rápidos de la kilanova.

En la novela de Arthur C. Clarke «Cita con Rama», una nave extraterrestre utiliza una maniobra gravitacional cerca del Sol para cambiar su trayectoria. Las fusiones de estrellas de neutrones son una versión natural de esa maniobra: los espines de las estrellas, como giróscopos invisibles, dirigen los flujos de materia y determinan el destino del sistema.

\chi_{\rm eff} = \frac{M_1 \chi_1 + M_2 \chi_2}{M_1 + M_2}
Proyección de los espines sobre el momento orbital, ponderada por las masas; determina la señal gravitacional en primera aproximación.
Científicos
Enrico FermiPaul DiracBernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip Thorne
Conceptos
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