Las estrellas de Neutrones y los pulsar

Al final de la vida de una estrella, y cuando la masa del núcleo de la estrella esta entre 1,4 y 2 masas solares, suelen explotar como supernovas, y su nucleo se transforma en una estrella de neutrones, con densidades millones de veces superiores a las de las enanas blancas. Su tamaño es de aproximadamente 30 km, y con cien millones de toneladas por centímetro cúbico, tiene la densidad de los núcleos atómicos. Su superficie es una costra que tiene una dureza equivalente a 18 órdenes de magnitud mayor que la del acero. Debajo la densidad es similar a la de los núcleos atómicos, en una especie de fluido nuclear.

Imagen real del centro de la Nebulosa Cangrejo, donde se encuentra un pulsar. Imagen del telescopio espacial Chandra.

Las estrellas de neutrones fueron predichas en la década de 1930, pero su existencia fue reconocida sólo recientemente. En los ´60 observadores accidentalmente descubrieron una radio fuentes que emitía pulsos de unos 0,3 segundos, cada 1,337 segundos. Se la denomino “pulsars” (pulsating star), y rápidamente se descubrieron más.

Un gran cuerpo de evidencia señala que los pulsars son estrellas de neutrones rotantes. Están asociados a remanentes de supernovas. (los restos de una estrella que explotó)

Toda la energía emitida contribuye a hacer al pulsar más lento en su rotación. Solo una pequeña fracción de la energía es utilizada para producir los pulsos, fundamentalmente en radio ondas, aunque emiten en todas las frecuencias. El pulsar emite más radiación en las ondas largas que en las cortas, lo que es diferente al funcionamiento de las estrellas normales. Por ese motivo se llama espectro no térmico, y está producido no por calor y reacciones nucleares, sino por campos magnéticos acelerando partículas, a la manera de un ciclotrón.

La radiación del pulsar está polarizada lineal y circularmente. Puede interpretarse por la existencia de un campo magnético del orden del billón de gauss (por contraste, el campo de la Tierra es del orden de 1 gauss, y la explosiones más violentas del Sol de mil gauss). Muchos de los rayos cósmicos galácticos son producidos por pulsars.

También ocurren cambios repentinos en su rotación. El pulsar Vela, por ejemplo, cambió su periodo, y este fenómeno se asoció a un cambio en el diámetro del pulsar de 1 cm. Estos objetos sufren pequeños “terremotos estelares” que hace que se acomode la estructura interna de la estrella de neutrones, produciendo estos cambios.

El siguiente video de NASA, muestra claramente como funciona un pulsar.