¿Fusión nuclear estable en la superficie de una estrella de neutrones?

Una estrella de neutrones es el astro más similar a un agujero negro que los astrónomos pueden observar directamente. La materia en una estrella de neutrones está tan compactada, que en el pequeño volumen del astro, que es una esfera del tamaño de una ciudad, suele caber medio millón de veces más masa que toda la existente en la Tierra.

Terzan 5, un cúmulo globular de estrellas a unos 25.000 años-luz de distancia hacia la constelación de Sagitario, contiene una llamativa pareja de objetos, con el nombre IGR J17480-2446. Se trata de un sistema binario, integrado por una estrella similar a nuestro Sol y por una estrella de neutrones. Ésta succiona materia de su compañera.

Siendo sólo la segunda fuente luminosa de rayos X que se encuentra en el cúmulo, el equipo de Manuel Linares, del Instituto Kavli para la Astrofísica y la Investigación Espacial, dependiente del MIT, ha abreviado el nombre de la pareja investigada a T5X2.

En el sistema T5X2, fluye materia desde la estrella similar al Sol hacia la estrella de neutrones, un proceso conocido como acreción. Debido a que la enorme masa de la estrella de neutrones se concentra en una esfera de entre 16 y 24 kilómetros de diámetro (de 10 a 15 millas), aproximadamente el tamaño de Manhattan o el del Distrito de Columbia en Estados Unidos, su gravedad en la superficie es extremadamente alta. El gas cae en la superficie del púlsar con una fuerza increíble, y finalmente, cubre a la estrella de neutrones con una capa de combustible de hidrógeno y helio. Cuando la capa adquiere un cierto grosor, el combustible sufre una reacción termonuclear y explota, creando intensos picos de rayos X detectados por el satélite astronómico RXTE y otras naves espaciales. Cuanto más grande es la explosión, más intensa es su emisión de rayos X.

Comparación entre el tamaño de una estrella de neutrones y Manhattan. (Foto: NASA/Goddard Space Flight Center)

Los modelos diseñados para explicar estos procesos hicieron en su día una predicción que nunca había sido confirmada por observación alguna: A las más altas tasas de acreción, se predijo, el flujo de combustible en la estrella de neutrones puede sostener reacciones termonucleares continuas y estables, sin acumulaciones, y por lo tanto sin desencadenar grandes explosiones esporádicas.

Con bajas tasas de acreción, T5X2 muestra el conocido patrón de rayos X de acumulación y explosión del combustible: un fuerte pico de emisión seguido por un largo descanso mientras se vuelve a formar la capa de combustible. A velocidades medianas de acreción, que implican un mayor volumen de gas cayendo hacia la estrella, el patrón cambia: los picos de emisión son más pequeños y se producen con mayor frecuencia.

Sin embargo, a las tasas más altas, tal como se ha logrado observar recientemente, los picos altos o medianos desaparecen y el patrón pasa a caracterizarse por suaves ondas de emisión. Linares y sus colegas interpretan esto como signo de una fusión nuclear moderadamente estable, donde las reacciones tienen lugar de manera uniforme en toda la capa de combustible, justo como lo predice la teoría.

Fuente: Noticias del Espacio