ESTRELLAS COMPACTAS

Estrutura, dinámica y procesos de emisión

Una estrella brilla y, así, pierde su reserva de energía nuclear en un tiempo finito. Cuando una estrella ha agotado toda su energía (lo que se llama muerte estelar), la presión del gas en su interior caliente ya no puede soportar el peso de la estrella, y ésta colapsa a un estado más denso (una estrella compacta). Las estrellas con masas menores que ocho masas solares dejan como remanente compacto una enana blanca (dentro de una nebulosa planetaria). Las estrellas con masas entre ocho y dieciocho masas solares forman una estrella de neutrones como remanente compacto (dentro de una supernova con colapso del núcleo). Las estrellas con masas mayores que dieciocho masas solares forman agujeros negros como remanente compacto (también dentro de una supernova con colapso del núcleo). Las tres especies de estrellas compactas (enana blanca, estrella de neutrones o agujero negro) difieren de las estrellas normales en dos maneras fundamentales. Primero, dado que no queman combustible nuclear, no pueden sostenerse contra el colapso gravitacional generando presión térmica. La segunda característica que distingue a los objetos compactos de las estrellas normales es su tamaño extremadamente pequeño. Las enanas blancas se sostienen por la presión de electrones degenerados, mientras que las estrellas de neutrones se sostienen en gran parte por la presión de neutrones degenerados. Los agujeros negros, por otro lado, son estrellas completamente colapsadas, es decir, estrellas que no lograron encontrar medios para contrarrestar la atracción interna de la gravedad y, por lo tanto, colapsaron en singularidades. Se puede ver a las estrellas compactas, como la enana blanca y la estrella de neutrones, como un estado sólido, en oposición al interior gaseoso de todas las demás estrellas. En contraste con esto, el interior de un agujero negro es muy enigmático. Su superficie está formada por una especie de membrana semipermeable que prohíbe cualquier emisión clásica desde su superficie. La propia fuente del campo gravitacional de los agujeros negros es una especie de singularidad de curvatura, que está oculta detrás de esta membrana. Se espera que los efectos cuánticos suavicen estas corrientes de masa singulares en el centro de un agujero negro en rotación. Los objetos compactos, como las enanas blancas y las estrellas de neutrones, tienen densidades extremadamente altas que no pueden ser creadas en laboratorios terrestres e involucran fases de materia que aún no se comprenden bien.

En este proyecto, estudiamos el proceso de acreción sobre estrellas compactas, así como sus mecanismos de emisión y eyección, en diversos escenarios astrofísicos. Estamos particularmente interesados en la trayectoria evolutiva de estrellas de neutrones recién nacidas y en su conexión con otra población de estrellas de neutrones más antiguas, las Estrellas de Neutrones Aisladas (ENA). El desafío consiste en establecer una teoría física integral de las estrellas de neutrones que explique su gran diversidad y propiedades desde su nacimiento hasta su ocaso.