Redacción

Por primera vez, unos investigadores han encontrado una forma de describir las condiciones en lo más profundo de la zona de convección de las estrellas “enanas blancas“, que son el hogar de algunas de las agrupaciones más densas de materia en el Universo.

En un proyecto llevado a cabo en la National Ignition Facility del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, el equipo de investigación, incluyendo al profesor de ingeniería de la Universidad de Rochester Gilbert (Rip) Collins, simuló la presión de aplastamiento creada cuando las estrellas dejan de producir su propio combustible, dejando solo un núcleo extremadamente denso.

“Esta es la primera vez que hemos sido capaces de describir el comportamiento de la materia que es intrínseco a las estrellas enanas blancas, en particular el régimen en una parte de las enanas blancas donde ocurren oscilaciones que han sido particularmente difíciles de modelar”, dice Collins, quien fue coautor del artículo publicado en Nature.

Los resultados son importantes porque se suman al creciente conjunto de pruebas que están recogiendo los investigadores sobre la formación y evolución de los planetas, estrellas y otros cuerpos astrofísicos, que a su vez pueden sugerir posibles métodos para crear materiales novedosos en los laboratorios de la Tierra.

“Hace décadas, las pruebas nucleares subterráneas hicieron un par de mediciones en un régimen similar, pero ahora somos capaces de hacer esto con un nivel mucho más alto de exactitud y precisión”, dice Collins.

(Foto: Mark Meamber/Lawrence Livermore National Laboratory)

Las estrellas enanas blancas, a veces llamadas “cadáveres de estrellas” en la literatura popular, son en lo que se convierten las estrellas como nuestro Sol después de haber agotado su combustible nuclear y expulsado la mayor parte de su material exterior. El proceso deja atrás un núcleo caliente que se enfría durante los siguientes mil millones de años más o menos, según información del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Una estrella enana blanca del tamaño de la Tierra es 200.000 veces más densa.

La densidad se alcanza cuando la estrella ya no es capaz de crear una presión interna, dirigida hacia afuera, porque la fusión ha cesado. Cuando eso ocurre, la gravedad compacta la materia de la estrella hacia adentro hasta que incluso los electrones que componen los átomos de la estrella enana son aplastados. Un análisis reciente ha sugerido que las estrellas enanas blancas son una importante fuente del carbono que se encuentra en las galaxias.

Para estudiar el proceso, los investigadores dispararon luz láser en el rango nanométrico sobre un hohlraum – un pequeño cilindro de oro – bañando así una muestra esférica de 1 mm de un compuesto basado en carbono conocido como CH (metilidina) en una radiación de rayos X calentada a casi 3,5 millones de grados, a presiones que van de 100 a 450 millones de atmósferas.

Los experimentos descritos en el documento simulan lo que sucede en las estrellas enanas blancas calientes DQ, descubiertas por primera vez en 2007, que contienen un núcleo de carbono y oxígeno rodeado por una envoltura, o atmósfera, de carbono en su mayor parte. Los investigadores se centraron específicamente en replicar los regímenes de alta presión que ocurren en un área de pulsaciones oscilantes donde los intentos anteriores de modelar el comportamiento de la materia han producido resultados inconsistentes.

El trabajo describe cómo el baño de radiación de rayos X en el hohlraum es absorbido por una región externa de la muestra esférica de combustible, que se calienta y se expande, lanzando hacia el interior ondas de choque convergentes hacia el centro de la esfera. Las ondas de choque se unen en una única y fuerte descarga, viajando a una velocidad de 150 a 220 kilómetros por segundo y atravesando la muestra en unos 9 nanosegundos.

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