Astrónomos de la Universitat de València logran los primeros modelos numéricos que explican las oscilaciones de los ‘estrellamotos’

Científicos del Departamento de Astronomía y Astrofísica de la Universitat de València han conseguido obtener los primeros modelos numéricos que explican las oscilaciones de un fenómeno conocido como ‘estrellamoto’ (del inglés starquake) que se produce en los magnetares o estrellas de neutrones, que son los restos de una explosión supernova. Las conclusiones de esta investigación se presentan hoy en la III Reunión Ibérica de Ondas Gravitatorias que se celebra en ADEIT.

“Los resultados de todas las oscilaciones observadas en los flashes sugieren que es necesario que el interior de las estrellas de neutrones sea superfluido, es decir, que los neutrones fluyan libremente sin ninguna fricción”, aseguran algunos de los autores del trabajo e investigadores de la Universitat de València, José Antonio Font, Pablo Cerdá Durán y Michael Gabler. Las conclusiones de esta investigación sobre el modelado de las vibraciones en magnetares –que tienen los campos magnéticos más intensos del Universo- se presentan hoy en la III Reunión Ibérica de Ondas Gravitatorias que se celebra en el ADEIT hasta este viernes, con gran participación de expertos de ámbito internacional, y está organizada por el Grupo de Astrofísica Relativista del Departamento de Astronomía y Astrofísica.

Durante dos años, los astrónomos de la Universitat de València, en colaboración con los profesores Ewald Müller, del Instituto Max-Plank de Astrofísica de Munich, y Nikolaos Stergioulas, de Universidad de Salónica, han realizado simulaciones numéricas incluyendo el interior fluido, la corteza sólida y un campo magnético intenso, para intentar descubrir bajo qué condiciones se producen vibraciones similares a las observadas. Y el análisis de los flashes más fuertes de los ‘estrellamotos’ han revelado oscilaciones periódicas que los expertos creen que pueden estar relacionadas con excitaciones de modos de vibración del magnetar. “El estudio de estas vibraciones puede darnos información sobre la estructura del interior de las estrellas de neutrones y sobre el comportamiento de la materia nuclear a altas densidades, algo que no se puede hacer en los laboratorios terrestres”, apunta Michael Gabler.

EXPLOSIONES DE SUPERNOVA Y ERUPCIONES DE RADIACIÓN GAMMA

La radiación gravitatoria es la última de las predicciones de la Teoría de la Relatividad General de Einstein que todavía permanece sin comprobar desde su formulación en 1915. “Dicha radiación se asocia a ondulaciones del espacio-tiempo originadas por la aceleración de grandes cantidades de materia, como las colisiones de agujeros negros, estrellas de neutrones o las explosiones de supernovas. Estas olas del espacio-tiempo viajan hasta la Tierra y llevan con ellas información sobre sus orígenes”, argumenta Pablo Cerdá Durán, quien advierte que la detección de esta radiación, de naturaleza y propiedades distintas a las ondas electromagnéticas, “puede provocar una revolución de nuestra comprensión del Universo”.

Entre las fuentes astrofísicas de radiación gravitatoria más importantes se encuentran las estrellas de neutrones y los procesos catastróficos que de manera común se asocian con su creación en explosiones de supernova o con la emisión de erupciones de radiación gamma de alta energía asociada con la rotura de su corteza externa. “Del mismo modo que los terremotos en la Tierra proporcionan datos sobre la estructura del interior de nuestro planeta, fenómenos similares, los ‘estrellamotos’ podrían aportar información sobre el interior de las estrellas de neutrones”, subraya José Antonio Font.

Las estrellas de neutrones son el resultado final de la evolución de estrellas masivas, los restos dejados tras una explosión supernova. Su masa es similar a la del Sol, pero con un radio de solo diez kilómetros. Su interior es fluido, con una densidad superior a la del núcleo atómico, mientras que su superficie es sólida. Algunas de estas estrellas de neutrones presentan flashes de rayos gamma de manera esporádica. Se cree que estos flashes están relacionados con reestructuraciones del campo magnético que rompen la corteza de la estrella de neutrones (‘estrellamotos’) al liberar, en unos pocos segundos, una cantidad de energía equivalente a la emitida por el Sol en 1.000 años. Estas observaciones solo se entienden si este tipo de estrella de neutrones, los magnetares, tienen campos magnéticos extremadamente altos, superiores a 10.000 millones de teslas (por comparación. los imanes usados para levantar coches son de una tesla).

El Grupo de Astrofísica Relativista del Departamento de Astronomía y Astrofísica de la Universitat de València también está trabajando actualmente en modelos de emisión de rayos X que permitirán hacer comparaciones directas del espectro observado durante los flashes con las simulaciones numéricas, mientras que harán posible, en el futuro, obtener más información sobre el interior, la corteza y el exterior (llamada magnetosfera) de los magnetares.