Estrella de neutrones: qué es, características y formación

Una estrella de neutrones es un remanente estelar extremadamente denso y compacto que se forma a partir del núcleo colapsado de una estrella después de una explosión. Las estrellas de neutrones son uno de los objetos más densos conocidos en el universo. Tienen aproximadamente la masa de una estrella, como el Sol, pero están comprimidas en un diámetro que suele ser de aproximadamente 10-20 kilómetros, lo que las hace increíblemente densas.

La densidad de una estrella de neutrones es tan alta que la materia en su interior consiste principalmente en neutrones, de ahí su nombre. Los neutrones son partículas subatómicas que, bajo este entorno, se mantienen juntas por la intensa fuerza gravitatoria. La presión generada por esta fuerza contrarresta la tendencia a colapsar aún más debido a la gravedad.

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• Densidad extrema: como ya mencionamos, las estrellas de neutrones son increíblemente densas. Esta densidad extrema se debe a la compresión de la materia dentro de la estrella de neutrones por la intensa gravedad. Aprende más sobre la Densidad: qué es, tipos, cómo se calcula y ejemplos aquí.
• Intenso campo magnético: las estrellas de neutrones suelen tener campos magnéticos extremadamente fuertes, miles de millones de veces más intensos que el campo magnético terrestre. Estos campos magnéticos son responsables de la emisión de radiación de alta energía, como rayos X y radiación gamma, y pueden dar lugar a la formación de púlsares.
• Alta velocidad de rotación: las estrellas de neutrones suelen girar a velocidades extremadamente altas. Cuando se forma una estrella de neutrones a partir del colapso de una estrella, la conservación del momento angular hace que la velocidad de rotación aumente significativamente.
• Estabilidad gravitacional: las estrellas de neutrones mantienen su estabilidad gravitatoria gracias a la presión de degeneración de los neutrones en su núcleo. Esta presión contrarresta la tendencia de la gravedad a colapsar aún más la estrella.

La formación de una estrella de neutrones es el resultado del colapso gravitacional, es decir de un desmoronamiento hacia el interior, de una estrella masiva que ha agotado su combustible nuclear y ha experimentado una explosión.

Cuando una estrella masiva, al menos unas ocho veces más masiva que el Sol, llega al final de su ciclo de vida, la fusión nuclear en su núcleo cesa. La gravedad comienza a dominar y comprime el núcleo estelar. Este colapso se detiene cuando la densidad es suficientemente alta para que las fuerzas nucleares fuertes, que mantienen los protones y los electrones separados, sean vencidas por la gravedad.

A medida que el núcleo se comprime, los protones y electrones se combinan para formar neutrones en un proceso llamado "captura de electrones". Esto libera una gran cantidad de neutrinos y reduce la presión interna de la estrella, permitiendo que la gravedad colapse aún más el núcleo.

El colapso puede detenerse cuando la densidad alcanza valores extremadamente altos y la presión de degeneración de los neutrones contrarresta la fuerza gravitatoria. El resultado es una estrella de neutrones, un objeto increíblemente denso y compacto.

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Las estrellas de neutrones y los agujeros negros son dos objetos astronómicos extremadamente densos y compactos que se forman a partir del colapso de una estrella masiva, pero tienen características distintivas que los diferencian:

• Composición: una estrella de neutrones consiste principalmente en neutrones, que están densamente compactados. Un agujero negro no tiene una composición física, ya que es una singularidad, una región puntual donde la densidad es infinita.
• Fuerza gravitatoria: en el caso de las estrellas de neutrones, la fuerza gravitatoria se equilibra con la presión de degeneración de neutrones. En el caso de los agujeros negros, son una región del espacio donde la gravedad es tan intensa que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de su atracción.
• Tamaño y estructura: las estrellas de neutrones, tienen un tamaño finito, con un diámetro aproximado entre 10 a 20 kilómetros, y una superficie sólida. Los agujeros negros no tienen una superficie sólida ni un tamaño físico definido.
• Emisión de luz y radiación: las estrellas de neutrones pueden emitir radiación, incluidos rayos X y radiación electromagnética. Los agujeros negros no emiten luz ni radiación de forma directa.

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