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La masa nuclear son los súper fideos del universo

La masa nuclear son los súper fideos del universo

Un cuenco de masa nuclear al frente. Douglas Sacha / Moment / Getty Images, HowStuffWorks

La “pasta nuclear” puede parecer una fantasía desarrollada por un chef de gastronomía molecular, pero en realidad están a años luz de distancia (literalmente) de los espaguetis que encontrarás en la cocina. Este extraño tipo de pasta se amasa bajo la corteza de estrellas de neutrones y, en un nuevo estudio, una poderosa simulación por computadora intentó manipular esta pasta estelar para descubrir que es el material más fuerte del cosmos.

Entonces, ¿cómo se convirtió esta masa nuclear en los súper fideos del universo? Bueno, eso se debe a que se crea dentro de estrellas de neutrones que actúan como ollas de presión extrema.

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Las estrellas de neutrones son los cuerpos estelares de estrellas masivas que se quedaron sin combustible y explotaron en supernovas. Estos diminutos objetos giratorios tienen solo 12 kilómetros de ancho y aún contienen toda la masa de nuestro sol. ¡Son tan densos que solo una cucharadita de material estelar de neutrones pesa tanto como una montaña en la Tierra! Las estrellas de neutrones, por lo tanto, no están hechas de materia “normal”, sino de materia degenerada, neutrones extremadamente compactos que son aplastados por fuerzas gravitacionales increíblemente poderosas.

La extrema gravedad de una estrella de neutrones hará que las capas exteriores sólidas se congelen como una corteza con un núcleo líquido debajo. Debajo de la corteza, fuerzas poderosas se mueven entre neutrones y protones dentro de la materia de la estrella de neutrones, lo que hace que el material adopte formas sorprendentes, como cilindros largos y planos planos. Los astrofísicos llaman a estas formas “lasaña”, “espaguetis” y “ñoquis”, y colectivamente como masa nuclear. Comprender cómo funcionan estas masas nucleares es una preocupación fundamental para nuestros científicos de lasaña.

“La fuerza de la corteza de la estrella de neutrones, particularmente la parte inferior de la corteza, es relevante para una gran cantidad de problemas astrofísicos, pero no se comprende bien”, dijo Matthew Caplan, investigador postdoctoral de la Universidad McGill, en un informe. .

Para comprender mejor este enredo retorcido, Caplan y su equipo crearon la simulación por computadora más compleja jamás realizada en la corteza de las estrellas de neutrones para comprender cómo se deforman y rompen. Resulta que la pulpa nuclear está tan lejos del diente como llega; es el material conocido más fuerte del universo.

“Nuestros resultados son invaluables para los astrónomos que estudian las estrellas de neutrones. Su capa exterior es la parte que realmente observamos, por lo que debemos entenderla para interpretar las observaciones astronómicas de estas estrellas”, agregó Caplan.

Esto es aún más importante dado que los físicos ahora pueden medir ondas gravitacionales: ondas en el espacio-tiempo causadas por objetos cósmicos masivos como estrellas de neutrones y agujeros negros que giran, chocan y se fusionan. Por tanto, la corteza de las estrellas de neutrones es muy importante para comprender la ciencia. De hecho, las estrellas de neutrones aisladas pueden producir sus propias ondas gravitacionales débiles creando “montañas” rígidas en la corteza, según un estudio que fue aceptado para su publicación en Physical Review Letters de agosto de 2018. A medida que las estrellas de neutrones giran, estas montañas interrumpen el espacio. -tiempo como una hélice, cortando la superficie de un lago en calma, generando una fuente constante de ondas gravitacionales que podemos detectar a medida que ascienden.

“Aquí tiene lugar una gran cantidad de física interesante en condiciones extremas y, por lo tanto, comprender las propiedades físicas de una estrella de neutrones es una forma para que los científicos prueben sus teorías y modelos”, dijo Caplan. “Con ese resultado, se deben revisar muchos problemas. ¿Qué tamaño de montaña se puede construir en una estrella de neutrones antes de que la corteza se rompa y colapse? ¿Cómo se verá? Y, lo que es más importante, ¿cómo pueden observarla los astrónomos?”

Entonces, la próxima vez que esté hirviendo sus plumas, tómese un minuto para meditar en las montañas de pasta nuclear que pueden entusiasmarlo mucho con la naturaleza de las estrellas de neutrones.

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