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Transcripción

Las estrellas de neutrones son unas de las cosas más extremas y violentas en el Universo

Núcleos atómicos gigantes de solo unos cuantos kilómetros de diámetro

pero tan masivos como las estrellas

Y le deben su existencia a la muerte de algo majestuoso.

Las estrellas existen gracias a un frágil equilibrio.

La masa de millones de billones de trillones de toneladas de plasma caliente

es atraída hacia dentro por la gravedad,

y comprime los materiales con tanta fuerza que los núcleos se fusionan.

El hidrógeno se fusiona para formar helio.

Esto genera energía, la cual empuja en contra de la gravedad e intenta escapar.

Mientras este equilibrio exista,

las estrellas son bastante estables.

Con el tiempo, se agotará el hidrógeno.

Las estrellas medianas como nuestro Sol,

atraviesan una fase gigante en la que fusionan helio para formar carbono y oxígeno,

antes de convertirse eventualmente en enanas blancas.

Pero en las estrellas con una masa muchas veces superior a la de nuestro Sol,

las cosas se ponen interesante cuando se acaba el helio.

Por un momento, el equilibrio entre la presión y la radiación se desestabiliza

y la gravedad gana, apretando la estrella más comprimida que antes.

El núcleo arde más caliente y más rápido,

mientras que las capas exteriores aumentan de tamaño cientos de veces,

fusionando elementos cada vez más pesados.

El carbón se fusiona en neón durante siglos,

el neón en oxígeno durante un año,

el oxígeno en silicio en meses,

y el silicio en hierro en un día.

Y después,

muerte.

El hierro son las cenizas nucleares

No tiene energía que dar y no se puede fusionar.

La fusión se detiene repentinamente y el equilibrio se acaba.

Sin la presión que la fusión ejerce hacia fuera,

el núcleo acaba aplastado por el enorme peso de la estrella sobre él.

Lo que ocurre ahora es increíble y escalofriante.

Las partículas como los electrones y los protones no quieren estar cerca el uno del otro,

pero la presión de la estrella que se está colapsando es tan grande

que los protones y los electrones se fusionan para formar neutrones,

los cuales se acaban estrujando tanto como si conformaran el núcleo de un átomo.

Una bola de hierro del tamaño de la Tierra,

se comprime en una esfera de puro material nuclear del tamaño de una ciudad.

Pero no solo el núcleo, sino toda la estrella implosiona.

La gravedad atrae las capas exteriores hacia dentro

al 25% de la velocidad de la luz.

Esta implosión rebota en el núcleo de hierro

produciendo una onda de choque que explota hacia fuera

y catapulta el resto de la estrella hacia el espacio.

Esto es lo que llamamos una explosión de supernova

y brillará más que galaxias enteras.

Lo que queda de la estrella es ahora una estrella de neutrones.

Su masa es alrededor de un millón de veces la de la Tierra

pero comprimida a un objeto con un ancho de aproximadamente 25 kilómetros.

Es tan denso que la masa de todos los humanos vivos

cabría en un centímetro cúbico de materia de estrella de neutrones.

Eso es aproximadamente mil millones de toneladas

en un espacio del tamaño de un cubo de azúcar.

Dicho de otra manera, sería el monte Everest en un taza de café.

Desde fuera, una estrella de neutrones es increíblemente extrema

Su gravedad es la más fuerte, exceptuando los agujeros negros,

y si fuera un poco más densa, se convertiría en uno.

La luz se dobla alrededor de sí misma,

significando que puedes ver la parte frontal y partes de atrás.

Sus superficies llegan a un millón de grados Celsius,

comparado a los míseros seis mil grados de nuestro Sol.

De acuerdo, miremos dentro de una estrella de neutrones.

Aunque estos núcleos atómicos gigantes son estrellas,

en muchas formas también son como planetas

con una corteza sólida sobre un núcleo líquido.

La corteza es extremadamente dura.

Las capas exteriores se componen del hierro residual de la explosión de supernova

estrujado en un entramado de cristal

con un mar de electrones fluyendo a través del mismo.

A mayor profundidad, la gravedad comprime los núcleos más cerca.

Encontramos menos y menos protones, ya que la mayoría se juntan para formar neutrones.

Hasta que llegamos a la base de la corteza.

Aquí, los núcleos están estrujados tan fuertemente que se empiezan a tocar.

Los protones y los neutrones se reorganizan formando largos cilindros o capas.

Núcleos enormes con millones de protones y neutrones, con forma de spaghetti y lasaña,

lo que los físicos llaman “pasta nuclear”.

La “pasta nuclear” es tan densa que es posiblemente el material más fuerte del universo.

Básicamente, inquebrantable.

Algunos grumos de pasta dentro de las estrellas de neutrones

pueden incluso formar montañas, como mucho de unos centímetros de alto

pero muchas veces más masivas que el Himalaya.

Finalmente, bajo la pasta, llegamos al núcleo.

No estamos seguros de las propiedades que la materia tiene cuando está aplastada tan fuertemente.

Puede que los protones y los neutrones se disuelvan en un océano de quarks,

llamado plasma de quarks-gluones.

Algunos de esos quarks puede que se conviertan en quarks extraños

formando un tipo de materia extraña

con propiedades tan extremas, que hicimos un vídeo dedicado solo a ella.

O puede que simplemente se mantengan como protones y neutrones.

Nadie lo sabe con certeza, y esa es la razón por la que hacemos ciencia.

Todo esto es bastante pesado, literalmente,

así que vayamos de vuelta al espacio.

Cuando las estrellas de neutrones comienzan a colapsar, empiezan a girar muy muy rápido,

como una bailarina cerrando los brazos hacia dentro.

Las estrellas de neutrones son bailarinas celestiales,

girando muchas veces por segundo.

Esto crea pulsos porque sus campos magnéticos

crean un haz de ondas de radio que pulsa cada vez que giran.

Estos púlsares de radio son el tipo más conocido de estrellas de neutrones.

Se conocen alrededor de dos mil de ellos en la Vía Láctea.

Estos campos magnéticos son los más fuertes en el universo,

miles de billones de veces más fuertes que el de la Tierra después de nacer.

Se les llama magnetoestrellas, hasta que se calman un poco.

Pero, definitivamente, el mejor tipo de estrella de neutrones

son aquellas amigas de otras estrellas de neutrones.

Al irradiar energía en forma de ondas gravitacionales,

ondas en el espacio tiempo

donde sus órbitas pueden deteriorarse, chocarse y destruirse la una a la otra

en una explosión kilonova (supernova de tipo R) que arroja al espacio gran parte de sus tripas.

Cuando esto pasa, las condiciones se vuelven tan extremas,

que por un momento, núcleos más pesados vuelven a crearse.

No es la fusión la que junta núcleos esta vez,

sino materia pesada rica en neutrones desarmándose y reagrupándose

Solo recientemente hemos descubierto que probablemente

este sea el origen de la mayor parte de los elementos pesados en el universo,

como el oro, el uranio y el platino, y docenas de otros.

Entonces, las dos estrellas de neutrones colapsan y se convierten en un agujero negro,

muriendo así de nuevo.

Las estrellas no solo tienen que morir para crear elementos más pesados,

tienen que morir dos veces.

A lo largo de millones de años, estos átomos se mezclarán de nuevo dentro de la galaxia.

Pero algunos de ellos terminan en una nube en la que la gravedad los une

para formar estrellas y planetas,

repitiendo el ciclo.

Nuestro Sistema Solar es un ejemplo,

y los restos de aquellas estrellas de neutrones que existieron antes que nosotros, están a nuestro alrededor.

Todo nuestro mundo tecnológico se construyó

a partir de los elementos que las estrellas de neutrones crearon en eones pasados.

Mandando estos átomos en un viaje de trece mil millones de años,

para juntarse y formarnos a nosotros y nuestro mundo.

Y eso, es bastante genial.

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