Descubierto un superfluido en una estrella de neutrones

Esta imagen compuesta muestra una hermosa imagen compuesta de rayos X y óptica de Cassiopeia A (Cas A), un remanente de supernova en nuestra galaxia, ubicada a cerca de 11.000 años luz de distancia. Son los restos de una estrella masiva que explotó hace unos 330 años. Los rayos X del Chandra se muestran en rojo, verde y azul, junto con los datos ópticos del Hubble en color dorado.

En el centro de la imagen reside una estrella de neutrones , una estrella ultra-densa creada por la supernova. Diez años de observaciones con Chandra han revelado un descenso del 4% en la temperatura de esta estrella, un enfriamiento rápido de forma inesperada. Dos nuevos artículos realizados por equipos de investigación independientes muestran que este enfriamiento es probablemente causado por un superfluido de neutrones que se forma en sus regiones centrales, la primera evidencia directa de este extraño estado de la materia en el núcleo de una estrella de neutrones.

El recuadro muestra una impresión artística de la estrella de neutrones en el centro de Cas A. Las diferentes capas de color en la región de recorte muestran la corteza (naranja) y el centro (rojo), donde las densidades son mucho más altas, y la parte de la base donde se cree que los neutrones se encuentran en un estado superfluido (bola roja interior). Los rayos azules que emanan del centro de la estrella representan los números y abundantes neutrinos -partículas de débil interacción y casi sin masa- que se crean cuando la temperatura cae por debajo de un nivel crítico, dando lugar a la formación de un superfluido de neutrones, un proceso que comenzó alrededor de hace 100 años como se ha observado desde la Tierra. Estos neutrinos escapan de la estrella, arrastrando energía con ellos y provocando que la estrella se enfríe rápidamente.

Esta nueva investigación ha permitido a los equipos observar por primera vez una serie de propiedades de los materiales superfluidos  en estrellas de neutrones. La temperatura crítica se vio obligada a ceñirse a una temperatura de que varía desde medio hasta poco menos que un billón de grados centígrados. Se espera que una región más amplia de la estrella se transforme en un superfluido de neutrones, y poder explicar completamente el enfriamiento rápido, los protones en la estrella de neutrones han debido formar un superfluido incluso poco después de la explosión. Debido a que son partículas cargadas, los protones forman también un superconductor.

Se ha previsto el comportamiento futuro de la estrella, utilizando un modelo basado en las observaciones del Chandra. Se espera que el enfriamiento rápido continúe durante algunas décadas y luego reduzca su velocidad.

Créditos: X-ray: NASA/CXC/xx; Optical: NASA/STScI

Illustration: NASA/CXC/M.Weiss

Enlace original: Chandra’ s NASA finds superfluid in neutron star’s core