Este elemento y no el neón es el que hace que las estrellas muertas conserven su calor

Muchas estrellas, al entrar en la fase final de su vida, producen cada vez menos calor y su núcleo pasa a enfriarse durante miles de millones de años hasta apagarse por completo. En unas pocas enanas, este proceso tarda mucho más tiempo que en otras y esto es lo que representa un gran rompecabezas para científicos en todo el mundo.

La mayor parte de las estrellas en la Vía Láctea, disponen de una masa ocho veces inferior a la del Sol. Una vez que tales objetos espaciales agotan el hidrógeno y el helio, pasan a perder la presión necesaria para encender el carbono que les sobra. Como resultado, empiezan a expulsar su materia exterior mientras que su núcleo se contrae en una esfera del tamaño de la Tierra.

En el 2019, varios astrónomos encontraron un cierto tipo de estrellas enanas blancas que se enfrían más lentamente que otras, como si tuvieran una fuente de calor adicional. Gracias a nuevas investigaciones, ahora se pudieron descartar posibles factores que podrían causar esta lentitud: 

  • La sedimentación.
  • El hundimiento de un isótopo del neón hacia el interior de la estrella.

La segunda teoría fue apoyada por el equipo del astrónomo Sihao Cheng de la Universidad Johns Hopkins en EEUU. Su equipo investigó las llamadas estrellas de rama Q, cuya masa constituye el 6% de la de las enanas blancas masivas y que al entrar en la fase final de su vida se enfrían de manera más lenta. Sihao Cheng y sus colegas aseguran que los respectivos procesos se retrasan casi 8.000 millones de años en comparación con los que pueden observarse en otros objetos espaciales de esta clase. 

Los científicos estadounidenses sugirieron que un isótopo de neón, el neón-22, encontrado en algunas enanas blancas en pequeñas cantidades, podría ser responsable de su calentamiento extra. Según ellos, en estas estrellas con núcleos consistentes de carbono y de oxígeno, el isótopo de neón penetra en su centro y proporciona una fuente de calor adicional.

Cómo esta teoría quedó descartada

Ahora, el equipo de astrónomos dirigido por Matt Caplan de la Universidad de Estado de Illinois ha intentado probar esa hipótesis e implementó una serie de simulaciones de dinámica molecular y construyó diagramas de fase. Los resultados de su investigación acabaron descartando esta hipótesis. 

Durante varias simulaciones Caplan y sus colegas se dieron cuenta que los microcristales de neón-22 en un líquido de carbono y oxígeno son siempre inestables. Su inestabilidad, según los científicos, puede llevar a dos finales:

  • Su mezcla es tan caliente que hace que el isótopo se derrite.
  • Toda la mezcla se congela por completo.

Además, los científicos de la Universidad de Estado de Illinois utilizaron varios diagramas de fase, unos gráficos que muestran los estados físicos de una sustancia bajo un rango de temperaturas y presiones. De esta manera lograron calcular cuánto neón se necesitaría en la mezcla para que su isótopo se separe y pase a ser estable.

Típicamente, las enanas blancas con núcleos de carbono-oxígeno incluyen alrededor de un 2% de neón. Para que sus isótopos sean estables, esta mezcla necesitaría contener al menos un 30% de neón.

«Encontramos que no se dan condiciones en las que un cúmulo de neón-22 enriquecido pase a ser estable en una enana blanca (…), y por lo tanto la difusión mejorada de sus isótopos no puede explicar» el fenómeno que ocurre en las estrellas de rama Q, argumentaron los investigadores en su estudio, publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters.

Esto sugiere que estas enanas blancas pueden desarrollar una composición peculiar que explique su calentamiento adicional, y los elementos del grupo de hierro son los posibles candidatos.

El hierro, según los científicos, se separa en una mezcla de carbono-oxígeno, y tan solo un 0,1% de este elemento puede producir un calentamiento notable. Si algún proceso astrofísico pudiese enriquecer el hierro en las enanas blancas de rama Q hasta el 1%, esta tasa sería suficiente para retrasar el enfriamiento en varios miles de millones de años, concluyen los investigadores.

Sputnik

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