Materia Exótica

Una fracción de segundo después del Big Bang que dio origen al Universo, la sopa primordial de materia se «rompió» en sus elementos constituyentes fundamentales. Los científicos creían que este tipo de materia desapareció para siempre, pero recientes investigaciones sugieren que esta sopa exótica de materia disuelta aún puede encontrarse en el núcleo de estrellas de neutrones muy densas.

Para demostrarlo, los astrofísicos han dirigido el nuevo telescopio XMM-Newton hacia uno de estos objetos, y han conseguido medir la influencia de su campo gravitatorio sobre la luz que emite. Ello ha permitido hacer cálculos sobre lo que ocurre en su interior.

Las estrellas de neutrones se encuentran entre los objetos más densos del Universo. Contienen la masa del Sol dentro de una esfera de apenas 10 km de diámetro. Una cucharada de materia procedente de estos cuerpos pesaría más de 1.000 millones de toneladas. Su origen se encuentra en la explosión supernova de una estrella hasta ocho veces más masiva que nuestro Sol. Tras el estallido, su núcleo colapsa bajo su propia gravedad, mientras en su interior la materia adopta una forma muy exótica.

Los teóricos creen que en una estrella de neutrones, la densidad y las temperaturas son similares a las que existieron una fracción de segundo después del Big Bang. En estas condiciones, suponen que la materia sufre una serie de cambios importantes. Los protones, electrones y neutrones que constituyen los átomos se funden entre ellos, y es posible incluso que los quarks, partículas que dan forma a su vez a los protones y neutrones, también se vean comprimidos, permitiendo la aparición de un plasma exótico de materia «disuelta».

Para descubrir si esto es cierto, los científicos llevan décadas estudiando estrellas de neutrones. Su objetivo es conocer de forma muy precisa parámetros como la masa y el radio, ya que relacionándolos es posible conocer el grado de compacidad del objeto.

Hasta ahora, sin embargo, no existía ningún instrumento que pudiera hacer estas mediciones. La llegada del XMM-Newton, el telescopio de rayos-X de la Agencia Espacial Europea, ha resuelto esta cuestión, permitiendo medir por primera vez este tipo de características físicas.

Lo ha hecho de forma indirecta. El tirón gravitatorio de una estrella de neutrones es enorme, miles de millones de veces superior al de la Tierra. Esto hace que las partículas de luz emitidas por ella pierdan energía. Esta pérdida energética se llama «corrimiento al rojo» gravitatorio. La medición con el XMM-Newton de este corrimiento al rojo señala la intensidad de la gravedad, y por tanto, la compacidad de la estrella.

Los estudios se han hecho sobre la estrella EXO 0748-676, situada a 30.000 años-luz de nosotros, de la cual el Newton ha detectado la luz que emite en forma de rayos-X. El observatorio, analizando esta radiación, ha descubierto algunos de los elementos químicos, como el hierro, que se encuentran en el material que la rodea. Comparando la distorsión de la señal emitida por los átomos de hierro de la EXO 0748-676 con la producida por otros en el laboratorio, se ha podido definir la gravedad de la estrella.

Los científicos saben ahora que la EXO 0748-676 tiene una ratio masa-radio de 0,152 masas solares por kilómetro, basándose en un corrimiento al rojo de 0,35. La conclusión es que, efectivamente, este tipo de estrellas está formado por neutrones altamente comprimidos.

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