Hasta ahora no se tenía claro cómo el material caído sobre las estrellas de neutrones era lanzado en poderosas explosiones de luz de rayos X. Ahora dos científicos han encontrado una posible explicación. La investigación fue publicada en el Journal of Plasma Physics.

Las estrellas de neutrones son una de las maravillas del mundo natural. Se producen cuando grandes estrellas sufren explosiones de supernovas. De ellas, sus núcleos sobrantes tienen campos gravitacionales tan fuertes que los electrones de los átomos restantes se comprimen en los protones, produciendo neutrones. A menudo están gravitacionalmente bloqueados con otra estrella y con el tiempo desvían algunas de las superficies más externas de la otra estrella.

En el reciente estudio, un científico del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) ha contribuido a la explicación de dos fenómenos asociados con este proceso que durante mucho tiempo desconcertaron a la comunidad científica.

“Esta investigación comenzó con preguntas abstractas”, comentó el físico de PPPL Russell Kulsrud, “¿Cómo puede la materia de una estrella compañera atravesar el poderoso campo magnético de una estrella de neutrones para producir rayos X, y qué causa los cambios observados en esos campos?”

El descubrimiento

Los especialistas saben que, si el plasma de la estrella compañera pudiera caer a través de la atmósfera de una estrella de neutrones, el plasma se ralentizaría y emitiría una poderosa radiación de rayos X. Pero, ¿cómo podría atravesar el poderoso campo magnético de la estrella de neutrones?

Según los análisis de Kusrud, una vez que el plasma se acumula, su volumen ejerce presión gravitacional sobre las líneas del campo magnético, creando una inestabilidad, dando paso a que el plasma fluya hacia la estrella de neutrones. Luego, el plasma sigue las líneas de campo hasta los polos de la estrella y finalmente se asienta en toda la superficie de la estrella mientras emite rayos X.

“Comprender exactamente cómo las estrellas de neutrones acumulan materia y producen radiación de rayos X es un problema sin resolver en astrofísica”, afirmó el director de PPPL, Steven Cowley. “Kulsrud ahora ha aclarado parte de este problema y ha producido otro hallazgo fundamental”.

Los hallazgos también explican las deformaciones observadas de los campos magnéticos de las estrellas de neutrones. La masa agregada en la superficie de la estrella de neutrones puede distorsionar la región exterior del campo magnético de la estrella.

Fusión nuclear

Los resultados son igualmente útiles para la fusión nuclear. Los científicos buscan replicarla en la Tierra con el fin de obtener un suministro de energía virtualmente inagotable que genere electricidad.

“Aunque no hay ninguna aplicación directa de esta investigación al desarrollo de la energía de fusión, la física es paralela”, señaló. “La difusión de energía a través de los tokamaks, instalaciones de fusión en forma de rosquilla que se utilizan alrededor de la palabra, se asemejan a la difusión de materia a través del campo magnético de una estrella de neutrones”, añadió.

Kulsrud y Rashid Sunyaev, físico del Instituto Max Planck de Física del Plasma en Alemania, recopilaron los datos de dos naves espaciales. Utilizaron el Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), un telescopio puesto en órbita el 2012 por la NASA para estudiar la luz de rayos X de alta energía; y el Observatorio Swift Neil Gehrels, también de la NASA, lanzado en 2004 para examinar las explosiones de rayos gamma.