¿Qué son las estrellas de neutrones?
Una estrella de neutrones está compuesta casi en su totalidad por neutrones, así que primero echemos un vistazo a qué es un neutrón. Los neutrones se encuentran en los núcleos de todas las partículas excepto el hidrógeno. Un neutrón es una partícula fundamental de un átomo, que tiene aproximadamente la misma masa que un protón. Está ubicado en el núcleo junto con los protones. Un neutrón tiene una masa igual a 1.838 electrones y una masa igual a 1.0014 protones.
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Para que se forme una estrella de neutrones, se necesitan altas temperaturas y presiones. Tales presiones y temperaturas solo ocurren después de una supernova durante el colapso de estrellas masivas. La estrella de neutrones resultante está compuesta casi en su totalidad por neutrones. Las estrellas de neutrones son algunos de los objetos más densos conocidos en el universo, con un diámetro aproximadamente igual al de una ciudad promedio, pero una masa igual a casi 500.000 Tierras o 2 soles.
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Masa
En astronomía, las grandes masas se miden generalmente en masas solares; una masa solar es igual a la masa de nuestro sol (1.9891 x 10 ^ 30 kilogramos). Una estrella de neutrones típica tiene una masa de entre 1,3 y 2 masas solares. Esto significa que una estrella de neutrones puede tener el doble de masa que nuestro sol. Por ejemplo, se descubrió que una estrella de neutrones llamada 1002.3825, descubierta por la Universidad de Cornell en la región 4U del universo, tenía una masa de 1,58 +/- 0,06 masas solares o 3,13 x 10 ^ 30 kilogramos.
Radio
Si bien la masa de las estrellas de neutrones está casi más allá de la comprensión, el diámetro está más dentro de nuestro rango normal de medición. El rango promedio de diámetro de una estrella de neutrones es de solo 10 a 20 kilómetros. Volviendo a nuestro ejemplo anterior, la estrella de neutrones 1002.3825 tiene un diámetro de D = 18.22 +/- 0.80 km.
Densidad
La densidad de las estrellas de neutrones está, nuevamente, casi más allá de la comprensión. La densidad de una estrella de neutrones tiene un rango de 8 x 10 ^ 13 ga 2 x 10 ^ 15 g por centímetro cúbico. Aunque sea difícil de creer, la densidad de una estrella de neutrones es aproximadamente igual a la densidad del núcleo de un átomo.
La intensa densidad de una estrella de neutrones significa que la gravedad en la superficie es 2 x 10 ^ 11 – 3 x 10 ^ 12 veces más fuerte que la gravedad aquí en la Tierra. Si un cohete intentara escapar del campo gravitacional de una estrella de neutrones, tendría que viajar entre 10.000 y 150.000 km por segundo, que es la mitad de la velocidad de la luz.
Resumen de la lección
Una estrella de neutrones es el resultado del colapso de una estrella después de una explosión de supernova. La estrella de neutrones resultante está formada casi en su totalidad por neutrones. Las estrellas de neutrones son algunos de los objetos más densos del universo, tienen una masa de hasta dos veces la del Sol, pero un diámetro que varía solo entre 10 y 20 kilómetros.
Tabla de vista rápida de estrellas de neutrones
| Estrellas de neutrones | |
|---|---|
| Origen | Consecuencias de las supernovas |
| Masa | 1.3 a 2.0 masas solares |
| Radio | 10 a 20 km |
| Densidad | 8 x 10 ^ 13 ga 2 x 10 ^ 15 g por centímetro cúbico |
| Gravedad | 2 x 10 ^ 11 – 3 x 10 ^ 12 veces más fuerte que la gravedad de la Tierra |
| Ejemplo | Estrella de neutrones 1002.3825 |
Los resultados del aprendizaje
Después de terminar esta lección, los estudiantes deben estar listos para:
- Definir estrellas de neutrones y recordar su origen.
- Describir la masa, el radio, la densidad y la gravedad de las estrellas de neutrones.
- Identificar un ejemplo de estrella de neutrones.
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