Una investigación de científicos de la Universidad Estatal de Michigan (MSU) está ayudando a arrojar luz sobre las estrellas de neutrones, orbes del tamaño de ciudades de materia ultradensa que ocasionalmente colapsan en agujeros negros.
Un equipo liderado por Betty Tsang, profesora en el Laboratorio Nacional Ciclotrón Superconductor de la MSU, ha tenido cierto éxito al medir una cualidad nuclear clave que hace más fácil describir la corteza exterior de tales estrellas.
Una estrella de neutrones se produce cuando una estrella masiva estalla como supernova y colapsa sobre ella misma. El resultado es una de las extrañezas del universo, una estrella que tiene aproximadamente 25 kilómetros de diámetro pero más masiva que el Sol. En la Tierra, una cucharada de una estrella de neutrones – piensa en un denso pudding de materia nuclear, mayormente de neutrones y todo empaquetado de forma muy compacta – pesaría aproximadamente mil millones de toneladas si se tomara de la corteza interior de la estrella de neutrones. Si la cucharada se tomara del interior más denso donde los neutrones están más compactos, la materia pesaría unas 10 mil millones de toneladas.
Los núcleos atómicos están compuestos de protones cargados positivamente y neutrones sin carga. Las fuerzas entre protones y neutrones ayudan a mantener unido el núcleo mientras que las interacciones protón-protón y neutrón-neutrón ejercen una presión que tiende a separar el núcleo o ayudar a que la estrella de neutrones no colapse en un agujero negro. Esta presión puede obtenerse determinando cómo la energía de simetría, que es la diferencia entre la energía de un sistema de sólo neutrones, y otro con igual número de neutrones y protones, depende de la densidad.
Tsang, junto con Bill Lynch y Pawel Danielewicz, también profesores en el NSCL, se interesante en el refinamiento de la comprensión de la energía de simetría, cuyas estimaciones han variado ampliamente en la mayor parte de los modelos teóricos que describen las estrellas de neutrones.
Para hacer este trabajo, los investigadores estudiaron colisiones a un tercio de la velocidad de la luz de núcleos de estaño en las que las densidades nucleares variaron durante una serie de experimentos en la Instalación de Ciclotrón Acoplado del NSCL.
Los resultados de Tsang, que se publicarán en la revista Physical Review Letters, ayudan a describir la corteza de las estrellas de neutrones donde la densidad de la materia nuclear es de aproximadamente la mitad de la densidad nuclear normal. Nuevas instalaciones planificadas de aceleradores más potentes en Japón, Alemania y los Estados Unidos ayudarán a caracterizar aún más la energía de simetría en los núcleos ultradensos de tales estrellas.
Entre esas instalaciones se encuentra la Instalación para Rayos de Isótopos Raros, un proyecto de 550 millones de dólares que se construirá en la MSU.
La investigación de Tsang está patrocinada en parte por la Fundación Nacional de Ciencia, la cual proporciona patrocinio tanto para el NSCL como la el Instituto Conjunto de Astrofísica Nuclear.
Vía | Ciencia kanija
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