Crédito de imagen: ESA
Poco después del Big Bang, se cree que toda la materia del Universo se dividió en sus componentes más pequeños. Usando el telescopio espacial XMM-Newton, un equipo de astrónomos está tratando de calcular la "compacidad" de varias estrellas de neutrones, para ver si van más allá de la densidad de la materia normal.
Una fracción de segundo después del Big Bang, toda la sopa primordial de materia en el Universo fue "dividida" en sus componentes más fundamentales. Se pensaba que había desaparecido para siempre. Sin embargo, los científicos sospechan firmemente que la sopa exótica de materia disuelta todavía se puede encontrar en el Universo de hoy, en el núcleo de ciertos objetos muy densos llamados estrellas de neutrones.
Con el telescopio espacial XMM-Newton de la ESA, ahora están más cerca de probar esta idea. Por primera vez, XMM-Newton ha podido medir la influencia del campo gravitacional de una estrella de neutrones en la luz que emite. Esta medida proporciona una visión mucho mejor de estos objetos.
Las estrellas de neutrones se encuentran entre los objetos más densos del Universo. Empacan la masa del sol dentro de una esfera de 10 kilómetros de diámetro. Una pieza de estrella de neutrones del tamaño de un cubo de azúcar pesa más de mil millones de toneladas. Las estrellas de neutrones son los restos de estrellas en explosión hasta ocho veces más masivas que nuestro Sol. Terminan su vida en una explosión de supernova y luego colapsan bajo su propia gravedad. Por lo tanto, sus interiores pueden contener una forma de materia muy exótica.
Los científicos creen que en una estrella de neutrones, la densidad y las temperaturas son similares a las que existen una fracción de segundo después del Big Bang. Asumen que cuando la materia está apretada como en una estrella de neutrones, pasa por cambios importantes. ¿Protones, electrones y neutrones? Los componentes de los átomos se fusionan. Es posible que incluso los bloques de construcción de protones y neutrones, los llamados quarks, sean aplastados, dando lugar a una especie de plasma exótico de materia "disuelta".
¿Cómo averiguarlo? Los científicos han pasado décadas tratando de identificar la naturaleza de la materia en las estrellas de neutrones. Para hacer esto, necesitan conocer algunos parámetros importantes con mucha precisión: si conoce la masa y el radio de una estrella, o la relación entre ellas, puede obtener su compacidad. Sin embargo, ningún instrumento ha sido lo suficientemente avanzado como para realizar las mediciones necesarias, hasta ahora. Gracias al observatorio XMM-Newton de la ESA, los astrónomos han podido medir por primera vez la relación masa-radio de una estrella de neutrones y obtener las primeras pistas sobre su composición. Estos sugieren que la estrella de neutrones contiene materia normal, no exótica, aunque no son concluyentes. Los autores dicen que este es un "primer paso clave". y continuarán con la búsqueda.
La forma en que obtuvieron esta medición es la primera en observaciones astronómicas y se considera un gran logro. El método consiste en determinar la compacidad de la estrella de neutrones de manera indirecta. La atracción gravitacional de una estrella de neutrones es inmensa, miles de millones de veces más fuerte que la de la Tierra. Esto hace que las partículas de luz emitidas por la estrella de neutrones pierdan energía. Esta pérdida de energía se llama "desplazamiento rojo" gravitacional. La medición de este cambio rojo por XMM-Newton indicó la fuerza de la atracción gravitacional y reveló la compacidad de la estrella.
"Esta es una medición muy precisa que no podríamos haber hecho sin la alta sensibilidad de XMM-Newton y su capacidad para distinguir los detalles", dice Fred Jansen, científico del proyecto XMM-Newton de la ESA.
Según el autor principal del descubrimiento, Jean Cottam del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, "los intentos de medir el desplazamiento rojo gravitacional se hicieron justo después de que Einstein publicara la Teoría General de la Relatividad, pero nadie había podido medir el efecto en una estrella de neutrones, donde se suponía que era enorme. Esto ahora ha sido confirmado ".
Fuente original: Comunicado de prensa de la ESA
