'Sistemas de Montañas' en algunas estrellas podrían desencadenar ondas gravitacionales
Ya no sólo los planetas rocosos y las lunas sino que también las estrellas de neutrones pueden presumir de características topográficas como mesetas o montañas, tal como una nueva simulación por ordenador nos sugiere. Dado que las estrellas rotan, estas estructuras provocarían ondas del tejido del espacio que las rodea, unas ondas gravitacionales que los astrónomos a largo plazo pueden llegar a detectar.
La teoría de Einstein de la relatividad general predice que el movimiento desequilibrado o ligeramente asimétrico de los objetos debería crear ondas gravitacionales en el espacio. Pero hasta la fecha los detectores de ondas gravitcionales - como el LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) en los EE.UU. y en Italia el Virgo - no han encontrado ningún indicio de ellas.
Ahora, Matthias Vigelius y Andrew Melatos, ambos de la Universidad de Melbourne en Australia, proporcionan una nueva alternativa para detectar dichas ondas cuando son producidas por algunas estrellas de neutrones.
Las estrellas de neutrones son los núcleos de estrellas masivas tras explotar como supernovas. Son increíblemente densas, ya que concentran masas similares a las del Sol en una esfera de sólo 20 kilómetros o incluso menos, y algunas giran cientos de veces por segundo.
A causa de su extrema gravedad y velocidad de rotación, las estrellas de neutrones podrían crear grandes ondulaciones en el tejido del espacio - pero sólo si sus superficies contienen altibajos en su superfie u otras imperfecciones.
Consistencia gelatinosa
De hecho, Vigelius y Melatos encontraron que, esas masivas y estables 'montañas' pueden crecer en la superficie de una estrella de neutrones mediante el robo de material de una estrella compañera normal.
En la primera simulación por ordenador en 3D de este proceso, se dieron cuenta de que el campo magnético de una estrella de neutrones crea canales de este tipo robados a sus polos magnéticos, con la creación de una montaña en cada punto.
El campo magnético refuerza la montaña, evitando que se aplane completamente por la poderosa gravedad de la estrella. Montañas con una masa como la del planeta Saturno podrian formarse y persistir en cada polo, de acuerdo a esta nueva simulación.
El material robado de la estrella compañera podría comenzar como un chorro de gas de protones y electrones. Pero en virtud de la alta presión en la superficie de la estrella de neutrones se transformaria en un material de puros neutrones, que algunos científicos creen que tiene una consistencia gelatinosa.
¿Qué aspecto tendrian esas montañas de cerca? Con el apoyo del campo magnético, sería muy aplanado en comparación con sus homólogos en la Tierra. Se extenderian alrededor de 3 kilómetros en la horizontal, pero sólo entre 10 centímetros y 1 metro por encima de la superficie circundante, dice Vigelius.
La estabilidad de la señal
Debido a que estan en la superficie de una estrella, serían también muy calientes. "Su color sería un agradable tono en rayos X, por lo que, en realidad, no es aconsejable acercarse a mirar!" le dijo Vigelius a New Scientist.
A pesar de tener un perfil bajo, las montañas serían lo suficientemente grandes como para producir ondas gravitacionales fuertes, ya que se moverian alrededor de la rotación de la estrella.
Esto se debe a que las observaciones han demostrado que los polos magnéticos y los polos de rotación de las estrellas de neutrones con frecuencia no coinciden. Así, las montañas se mueven en círculos a medida que la estrella rota en lugar de quedarse simplemente sobre la rotación de los polos, y la asimetría haría que se crearan las ondas en el espacio.
De alguna manera, estas ondas serían más fácil de encontrar que las creadas e un hecho puntual como la fusión de estrellas de neutrones o agujeros negros, y que sólo durarían un minuto más o menos y podría dar una señal de dificil detección.
Las montañas de las estrellas de neutrones, por el contrario, emitirian un patrón muy regular de ondas que seguirá indefinidamente, lo que las haria más fácil de distinguir del ruido aleatorio en los detectores, dicen los investigadores.
Superficie lisa
Vigelius y Melatos creen que estas ondas podrían incluso ser observables por el detector LIGO, en función de cómo de masivas fueran las montañas de las más cercanas estrellas de neutrones. Pero en realidad la búsqueda de cualquiera de esas señales en el detector podría requerir más potencia computacional de la que el LIGO tiene actualmente - un problema que un programa de computación distribuida llamado Einstein @ home tiene esperanzas de remediar.
Benjamin Owen, miembro del equipo de LIGO en la Universidad Estatal de Pennsylvania, en University Park, EE.UU., dice que la mayoría de los científicos cree que una fusión de estrellas de neutrones o agujero negro - que producirian la más poderosas ondas gravitacionales - seran las primeras señales de la onda gravitatoria detectable.
Tambien dice que una reciente búsqueda de las ondas gravitacionales en una cercana estrella de neutrones en la Nebulosa del Cangrejo es la primera onda gravitacional búscada que podría hacer realmente interesante esta información.
El hecho de que no se detectaran ondas gravitacionales permitido a los científicos a la conclusión de que las montañas de la estrella de neutrones son muy suaves. Cualquier desviación de su perfecta esfericidad sería de no más que unas pocas décimas del 1% .
Aunque sigue habiendo una cierta incertidumbre en el tamaño de las montañas en una estrella de neutrones, la simulación por Vigelius y Melatos es un buen paso adelante, dice Owen. "es un argumento teorico interesante", le dijo a New Scientist.
Diario de referencia: Monthly Notices de la Royal Astronomical Society (en prensa)
NOTICIA ORIGINAL
La teoría de Einstein de la relatividad general predice que el movimiento desequilibrado o ligeramente asimétrico de los objetos debería crear ondas gravitacionales en el espacio. Pero hasta la fecha los detectores de ondas gravitcionales - como el LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) en los EE.UU. y en Italia el Virgo - no han encontrado ningún indicio de ellas.
Ahora, Matthias Vigelius y Andrew Melatos, ambos de la Universidad de Melbourne en Australia, proporcionan una nueva alternativa para detectar dichas ondas cuando son producidas por algunas estrellas de neutrones.
Las estrellas de neutrones son los núcleos de estrellas masivas tras explotar como supernovas. Son increíblemente densas, ya que concentran masas similares a las del Sol en una esfera de sólo 20 kilómetros o incluso menos, y algunas giran cientos de veces por segundo.
A causa de su extrema gravedad y velocidad de rotación, las estrellas de neutrones podrían crear grandes ondulaciones en el tejido del espacio - pero sólo si sus superficies contienen altibajos en su superfie u otras imperfecciones.
Consistencia gelatinosa
De hecho, Vigelius y Melatos encontraron que, esas masivas y estables 'montañas' pueden crecer en la superficie de una estrella de neutrones mediante el robo de material de una estrella compañera normal.
En la primera simulación por ordenador en 3D de este proceso, se dieron cuenta de que el campo magnético de una estrella de neutrones crea canales de este tipo robados a sus polos magnéticos, con la creación de una montaña en cada punto.
El campo magnético refuerza la montaña, evitando que se aplane completamente por la poderosa gravedad de la estrella. Montañas con una masa como la del planeta Saturno podrian formarse y persistir en cada polo, de acuerdo a esta nueva simulación.
El material robado de la estrella compañera podría comenzar como un chorro de gas de protones y electrones. Pero en virtud de la alta presión en la superficie de la estrella de neutrones se transformaria en un material de puros neutrones, que algunos científicos creen que tiene una consistencia gelatinosa.
¿Qué aspecto tendrian esas montañas de cerca? Con el apoyo del campo magnético, sería muy aplanado en comparación con sus homólogos en la Tierra. Se extenderian alrededor de 3 kilómetros en la horizontal, pero sólo entre 10 centímetros y 1 metro por encima de la superficie circundante, dice Vigelius.
La estabilidad de la señal
Debido a que estan en la superficie de una estrella, serían también muy calientes. "Su color sería un agradable tono en rayos X, por lo que, en realidad, no es aconsejable acercarse a mirar!" le dijo Vigelius a New Scientist.
A pesar de tener un perfil bajo, las montañas serían lo suficientemente grandes como para producir ondas gravitacionales fuertes, ya que se moverian alrededor de la rotación de la estrella.
Esto se debe a que las observaciones han demostrado que los polos magnéticos y los polos de rotación de las estrellas de neutrones con frecuencia no coinciden. Así, las montañas se mueven en círculos a medida que la estrella rota en lugar de quedarse simplemente sobre la rotación de los polos, y la asimetría haría que se crearan las ondas en el espacio.
De alguna manera, estas ondas serían más fácil de encontrar que las creadas e un hecho puntual como la fusión de estrellas de neutrones o agujeros negros, y que sólo durarían un minuto más o menos y podría dar una señal de dificil detección.
Las montañas de las estrellas de neutrones, por el contrario, emitirian un patrón muy regular de ondas que seguirá indefinidamente, lo que las haria más fácil de distinguir del ruido aleatorio en los detectores, dicen los investigadores.
Superficie lisa
Vigelius y Melatos creen que estas ondas podrían incluso ser observables por el detector LIGO, en función de cómo de masivas fueran las montañas de las más cercanas estrellas de neutrones. Pero en realidad la búsqueda de cualquiera de esas señales en el detector podría requerir más potencia computacional de la que el LIGO tiene actualmente - un problema que un programa de computación distribuida llamado Einstein @ home tiene esperanzas de remediar.
Benjamin Owen, miembro del equipo de LIGO en la Universidad Estatal de Pennsylvania, en University Park, EE.UU., dice que la mayoría de los científicos cree que una fusión de estrellas de neutrones o agujero negro - que producirian la más poderosas ondas gravitacionales - seran las primeras señales de la onda gravitatoria detectable.
Tambien dice que una reciente búsqueda de las ondas gravitacionales en una cercana estrella de neutrones en la Nebulosa del Cangrejo es la primera onda gravitacional búscada que podría hacer realmente interesante esta información.
El hecho de que no se detectaran ondas gravitacionales permitido a los científicos a la conclusión de que las montañas de la estrella de neutrones son muy suaves. Cualquier desviación de su perfecta esfericidad sería de no más que unas pocas décimas del 1% .
Aunque sigue habiendo una cierta incertidumbre en el tamaño de las montañas en una estrella de neutrones, la simulación por Vigelius y Melatos es un buen paso adelante, dice Owen. "es un argumento teorico interesante", le dijo a New Scientist.
Diario de referencia: Monthly Notices de la Royal Astronomical Society (en prensa)
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