En el episodio de hoy, hablamos de uno de los descubrimientos de la astronomía moderna: Las estrellas de Neutrones. Objetos que giran a toda velocidad, que existen por los pelos, y que tienen algunas cosas muy chulas. Tú escucha.

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Intro

-Jairo, he encontrado la manera de solucionar los chistes tan malos de guión. Le he pedido a chat-gpt que los escriba por nosotros, a ver qué te parecen

+Mejor, mejor, porque vaya racha que nos lleva.

-¿Por qué las estrellas de neutrones son tan buenas en los chistes? (Espacio de 2s) Porque tienen una gravedad irresistible para el humor. (Espacio de 2s). Que seguimos con los chistes de guión, ¿verdad?

+Desgraciadamente, son nuestra mejor opción.

Cabecera

Desde que el ser humano tiene memoria, siempre ha mirado al cielo. Estrellas, planetas, constelaciones y demás movidas del inmenso, insondable, oscuro, aterrador, insultantemente largo a lo ancho y ancho a lo largo, caótico por naturaleza y nada acogedor espacio. Pero… ¿conoces el origen de sus historias? Empieza Astro.

Introducción

En este episodio, vamos a tocar uno de los grandes descubrimientos de la astrofísica moderna: las estrellas de neutrones. Su existencia había sido solamente teorizada desde 1934, y no se confirmó hasta 1968. Las pruebas que demostraron esta existencia fueron conseguidas por Jocelyn Bell, pero de ella ya os hablamos en el episodio de astrónomas de la historia.

La definición de estrella de neutrones es… una estrella, pero de neutrones. Sin mayoría de hidrógeno ni helio, simplemente neutrones, de esos que están sin carga y sirven para engordar los átomos de materia. Están gobernadas por un efecto de presión de degeneración cuántica, se generan a partir de supernovas, y son uno de los posibles desenlaces tras la muerte de una estrella.

Siendo sinceros, este es el tercer episodio en el que hablamos de lo que pasa tras la muerte de una estrella. En nuestro primer episodio, el Sol, hablamos de que nuestro astro rey crecerá mucho, convirtiéndose en una gigante roja. Luego quemaría muy rápidamente el combustible que le quedase, e iría reduciéndose y cambiando de color hasta convertirse en una enana blanca. Y al igual que el sol, el 97% de las estrellas del firmamento seguirán este destino: blanquitas y chiquitas.

Aunque hay algunas estrellas blancas que no sobreviven, y se convierte en el tema de otro de nuestro episodios: un agujero negro. Concretamente, toda enana blanca que pese más de 1,44 veces nuestro sol, probablemente cederá ante la gravedad de su propia masa, y se convierta en agujero negro. Este límite fue teorizado por el físico indio… (se pronuncia Subrajmánian chándra shékjar)  . Dato curioso: tanto su nombre como su apellido hacen referencia al dios hindú Shiva. Subrajmánian significa “el que es favorable a los sacerdotes”, mientras que chándra shékjar se traduce como “el que tiene a la Luna como la joya cimera de la cabeza”.

Este dato curioso ha sido patrocinado por el interés de nuestro guionista de ver qué tal se me da la pronunciación del hindú.

Bueno, que me lío. Los más atentos entre nuestros oyentes se habrán dado cuenta de que hemos dicho “lo más probable”. Es decir, que no siempre se convierten en agujeros negros. En realidad, sólo se convierten en agujeros negros aquellas estrellas más masivas. Concretamente, todas aquellas con tres veces o más la masa de nuestro sol. ¿Qué queda en medio entonces? Pues la miga de este episodio: las estrellas de neutrones

Formación

Pero para hablar de cómo se forman las estrellas de neutrones, hay que hablar antes de las supernovas: la versión espacial de las tracas valencianas. Bueno, vale, quizás la explosión de las supernovas sea un poco más gorda.

¿Sabéis ese valor de 1.44 veces el sol que hemos nombrado antes? En realidad, el límite es para que una estrella se convierta en una enana blanca estable. Por encima es cuando las cosas se ponen complicadas. Si una enana blanca tiene más de 3 veces la masa del sol, de seguro se convierte en un agujero negro. Este límite de 3 veces es el límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff. Sí, el mismo Oppenheimer de la película y la bomba atómica.  Si tiene entre 1,44 y 3, entonces puede convertirse en una estrella de neutrones. O una de quarks, aunque no está claro si existe.

Así que, sigamos el orden cronológico.

La estrella, a punto de morir, ha acabado con todo su combustible. La energía que inflaba  la materia de la estrella desaparece, y se deshincha como un globo. Pero, mientras que un globo tiene un sitio por el que se escapa el aire, nada puede escapar de la gravedad de la propia estrella en ese momento. Las capas más alejadas del centro de la estrella aceleran contra el núcleo. El núcleo se contrae y se compacta debido a la alta presión. Los gases impactan a alta velocidad contra el núcleo… y salen rebotados. Se ha producido una supernova.

La energía que se desprende en una supernova es increíblemente alta, de 10 elevado a 44 julios. Osea, un 1 seguido de 44 ceros. En escala, la bomba que acabó con Nagasaki tenía una potencia de 10 elevado a 14 julios. Hay más de 30 cifras de diferencia entre ambas explosiones.

La energía desprendida es tan alta que el brillo de la supernova puede ser superior que al de todo el resto de la galaxia en la que se produce. Su brillo puede durar semanas, e incluso meses. De hecho, el término supernova era utilizado para denotar la aparición de lo que parecía ser una nueva estrella de un brillo muy superior a las demás. Una super nueva estrella.

Después de esta virulenta explosión, todo el material de la estrella se distribuye, dando lugar a una nebulosa. ¿Todo el material? No, pues un pequeño núcleo resiste la onda de choque se ha generado a su alrededor. Si el núcleo es demasiado grande, dará lugar a un agujero negro. Pero si el tamaño es perfecto, entonces sí, generará una estrella de neutrones.

La estrella en sí

Así que, cuando el tamaño es justo del valor correcto, se genera una estrella de neutrones. Tienen un núcleo con corteza metálica que se puede comparar a una especie de enorme cristal conformado sólo por neutrones. En este cristal, la materia se encuentra en una muy alta densidad, como la de los núcleos atómicos. Una estrella de neutrones con la masa del sol no tendría más de 10 kilómetros de radio.

En la contracción de la estrella, también comenzaron a acelerar su movimiento rotatorio, pudiendo llegar a girar cientos de veces por segundo. Esto las convierte en una especie de faro de neutrones galáctico que gira a toda velocidad. Y, debido al giro tan rápido de un núcleo metálico, generan fuertes campos magnéticos a su alrededor. Este campo magnético es tan alto que parte de él se envía en forma de radiación electromagnética junto con los neutrones. Es este efecto electromagnético el primero que fue detectado en 1968, dando a la estrella de neutrones el nombre de púlsar.

Con un descubrimiento tan reciente, a día de hoy aún estamos aprendiendo más sobre las estrellas de neutrones. No todas emiten su energía como si fuesen un faro, sino que algunas la emiten de manera continua por mecanismos que aún están siendo estudiados. También pueden ser el centro de un sistema solar, e incluso pueden formarse sistemas binarios entre estrellas de neutrones y otros cuerpos, como agujeros negros o enanas blancas.

Pero, lo más interesante, es la manera en la que las mismas estrellas existen. Si la estrella tuviese menos materia, se habría convertido en una enana blanca. Si tuviese más, sería un agujero negro. ¿Qué pasa en ese valor intermedio? ¿Qué efecto hace a la estrella de neutrones ser estrella de neutrones? Pues, un efecto cuántico.

Existe un principio de la física cuántica, llamado principio de exclusión de Pauli, que dice que dos partículas subatómicas no pueden ser exactamente iguales dentro del mismo sistema cuántico. Como la estrella de neutrones tiene su materia tan apretada como la de los núcleos atómicos, existe una gran cantidad de sistemas cuánticos en su interior. Pero claro, hay una gran cantidad de partículas subatómicas ¿La solución? La materia trata de alejarse lo suficiente como para que el principio de Pauli no se aplique.

Este intento de separación se equilibra con la fuerza de atracción gravitatoria de la estrella sobre sí misma, lo que permite a la estrella de neutrones ser, bueno, pues una estrella de neutrones. Una excepción, casi una casualidad astronómica, que habita en el corazón de algunas nebulosas.

Mitología

Resulta un poco romántico esta destrucción de la estrella para formar una preciosa nebulosa con un posible faro al universo en su interior. Hemos buscado mitos sobre la muerte y el renacimiento del sol, pero quitando las posibles referencias con el ave fénix, sólo nos ha llamado uno la atención. Viajamos al lejano Japón.

En la tradición sintoísta, una pareja de dioses crearon las tierras, el agua, el aire y el fuego. Estos dos dioses eran Izanaki e Izanami. Sin embargo, el fuego quema al nacer a la pobre Izanami, la cual muere debido a sus quemaduras. Izanaki va a buscarla, y de manera similar a Orfeo y Eurídice, la mira cuando no debe, por lo que la pobre Izanami se convierte en un cadáver lleno de gusanos. Izanaki, horrorizado, se lava los ojos, y nace Amaterasu, diosa del sol.

Y como diosa del Sol, disfruta de una estancia tranquila, con sus sirvientes y sus palacios, hasta que el burro de su hermano Susano le fastidia la semana. Aquí hay varias versiones dependiendo de la fuente que escojas. En unas, Susano simplemente provoca un terremoto por accidente, y Amaterasu asustada se refugia en una cueva, y se queda encerrada del susto. En otras, Susano se dedica a matar al caballo de su hermana y dejar el cadáver en su casa, a tirar heces a la casa, raptar a sus sirvientes, así que la pobre Amaterasu se encierra en una cueva para no verle más. Lo importante es que la diosa del Sol está encerrada en una cueva por voluntad propia, así que no hay sol.

El resto de los dioses menores están preocupados, porque claro, no hay sol. Así que, junto con Omoikane, dios de la sabiduría, idean un plan maestro. Colgaremos este espejo a la salida de la cueva, y montaremos una fiesta delante. Así, cuando Amaterasu salga a preguntar qué clase de fiesta es esta, que así no hay quien descanse, se deslumbrará con el espejo. Mientras está deslumbrada, cerraremos la cueva detrás de ella, y le pondremos este abalorio (que reciba el nombre de magatama). Cuando se acostumbre a la luz, se verá tan guapa en el espejo, que no querrá volver a la cueva, y volverá todo a la normalidad. Y sí, funcionó. Y desde entonces, tanto el espejo como el abalorio son dos de los tres grandes tesoros de la familia real japonesa, que descienden de la misma diosa del sol. Si por algo son el imperio del sol naciente.

Cierre

Con esta historia oriental, terminamos este episodio. Muchísimas gracias a los que nos seguís escuchando, y a todos los que nos dejáis comentarios y opiniones en redes sociales y tal. Y muchas gracias a nuestro editor, que lleva pidiendo un episodio sobre las estrellas de neutrones desde que iniciamos este proyecto.

Nos vemos en el siguiente episodio!

¡Astro pronto!