No se puede hacer mucho en unas pocas centenas de milésimas de segundo. Sin embargo, para las estrellas de neutrones vistas en los destellos de dos estallidos de rayos gamma, es tiempo más que suficiente para enseñarnos una o dos cosas sobre la vida, la muerte y el nacimiento. agujeros negros.
Examinando archivos de destellos de alta energía en el cielo nocturno, los astrónomos descubrieron recientemente patrones en las oscilaciones de luz dejadas por dos grupos diferentes de estrellas en colisión, marcando una pausa en su viaje desde un objeto súper denso a un agujero infinito de oscuridad.
Esta pausa, entre 10 y 300 milisegundos, es técnicamente equivalente a dos estrellas de neutrones masivas recién formadas, que los investigadores creen que giran lo suficientemente rápido como para detener brevemente su destino inevitable como agujeros negros.
«Sabemos que los GRB cortos se forman cuando las estrellas de neutrones en órbita chocan entre sí, y sabemos que eventualmente colapsan en Agujero negroSin embargo, la secuencia exacta de eventos no se comprende bien. Dice Cole Miller, astrónomo de la Universidad de Maryland, College Park (UMCP) en Estados Unidos.
«Encontramos estos patrones de rayos gamma en dos ráfagas que Compton observó a principios de la década de 1990».
Durante casi 30 años, ha sido Observatorio de rayos gamma de Compton Dio la vuelta a la Tierra y recolectó luminosidades de rayos X y rayos gamma derramadas por eventos cataclísmicos distantes. Este archivo contiene fotones de alta energía. Una colección de datos sobre cosas como Las estrellas de neutrones chocan, lo que libera poderosos pulsos de radiación conocidos como estallidos de rayos gamma.
Las estrellas de neutrones son los verdaderos monstruos del universo. Tiene el doble de la masa de nuestro Sol en un área del espacio aproximadamente del tamaño de una pequeña ciudad. No solo eso lo hace Las cosas extrañas importanAl obligar a los electrones a formar protones para convertirlos en un denso polvo de neutrones, puede generar campos magnéticos como ningún otro en el universo.
Girando en alto espín, estos campos pueden acelerar partículas a velocidades ridículamente altas, formando un polo Chorros que parecen «pulsar» Como balizas sobrealimentadas.
Las estrellas de neutrones se forman cuando las estrellas más ordinarias (alrededor de 8 a 30 veces la masa de nuestro Sol) queman su último combustible, dejando un núcleo de alrededor de 1,1 a 2,3 masas solares, demasiado frío para resistir la presión de su gravedad.
Agregue un poco más de masa, como dos estrellas de neutrones apiñadas, y ni siquiera la débil vibración de sus campos cuánticos puede resistir el impulso de la gravedad de aplastar la física viva de la estrella muerta. De una masa densa de partículas obtenemos, bueno, cualquier horror indescriptible que sea que este sea el corazón de un agujero negro.
La teoría básica de funcionamiento es muy clara, Establecer límites generales Acerca de qué tan pesado estrella neutrón Podría ser antes de que se derrumbe. Para bolas de materia frías que no giran, este límite superior está justo por debajo de las tres masas solares, pero también apunta a complicaciones que podrían hacer que el viaje de una estrella de neutrones a un agujero negro sea menos sencillo.
por ejemplo, a principios del año pasado Los físicos anuncian la detección de un estallido de rayos gamma llamado GRB 180618A, descubierto en 2018. En el resplandor posterior de la explosión, detectan la firma de una estrella de neutrones cargada magnéticamente llamada magnéticouna con una masa cercana a la de las dos estrellas en colisión.
Apenas un día después, esta estrella de neutrones de peso pesado ya no existe, sin duda sucumbiendo a su extraordinaria masa y transformándose en algo de lo que ni siquiera la luz puede escapar.
Cómo logró resistir la gravedad durante tanto tiempo es un misterio, aunque sus campos magnéticos pueden haber jugado un papel.
Estos dos nuevos descubrimientos también podrían proporcionar algunas pistas.
Un término más preciso para el patrón observado en los estallidos de rayos gamma registrados por Compton a principios de la década de 1990 es Oscilación cuasi-periódica. La combinación de frecuencias que suben y bajan en la señal se puede decodificar para describir los momentos finales de los objetos masivos cuando orbitan entre sí y luego chocan.
Por lo que los investigadores pueden decir, cada una de las colisiones produjo un objeto un 20 por ciento más grande que El actual poseedor del récord de peso pesado estrella de neutrones – una púlsar Calculado en 2,14 veces la masa de nuestro sol. También tenía el doble del diámetro de una estrella de neutrones típica.
Curiosamente, los objetos giraban a una velocidad extraordinaria de aproximadamente 78.000 veces por minuto, mucho más rápido que la velocidad de Un púlsar con el registro J1748-2446adque solo ejecuta 707 ciclos por segundo.
Los pocos ciclos que ha logrado cada estrella de neutrones en su breve vida útil de una fracción de segundo podrían haber sido impulsados por suficiente momento angular para resistir su propia implosión gravitacional.
Cómo se podría aplicar esto a otras fusiones de estrellas de neutrones, que desdibujan aún más los límites del colapso estelar y la generación de agujeros negros, es una pregunta para futuras investigaciones.
Esta investigación ha sido publicada en naturaleza.
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