Ajuntament de Terrassa - Societat del coneixement.

UNIVERSITAT AUTÒNOMA DE BARCELONA - 06/11/2012


Un experiment a l'accelerador de partícules GSI ajuda a precisar el límit màxim de la massa de les estrelles de neutrons


Logotip

L'experiment d'ions pesats va ajudar a determinar quin seria el comportament de la matèria en condicions extremes de densitat per a així acotar la massa de les estrelles de neutrons




En un estudi recent s'han pogut concretar algunes de les característiques de les estrelles de neutrons, com són la massa màxima i el radi de les estrelles més lleugeres, utilitzant les dades d'un experiment de ions pesats realitzat en un accelerador de partícules, que reprodueix similars condicions experimentals a les que es donen en aquest tipus d'objectes celestes.


Un grup d'investigadors en el qual participa Laura Tolos, investigadora Ramon i Cajal de l'Institut de Ciències de l'Espai ICE (CSIC-IEEC), situat al campus de la UAB, han realitzat un estudi on han arribat a la conclusió que les estrelles de neutrons són romanents de l'explosió d'una estrella massiva. S'estima que estan composades majoritàriament per neutrons, i roten amb períodes generalment menors a 1 s. L'estudi teòric fet pels investigadors va determinar, primer, la màxima massa que poden tenir aquest tipus d'estrelles, la qual és de 3 masses solars, i, segon, la relació del radi d'aquests objectes amb les propietats de la matèria en condicions extremes.

Són estrelles extremadament calentes i denses, per tant, és difícil imaginar que una estrella d'aquesta classe pugui tenir una massa similar al Sol (1.4 masses del Sol de mitjana) i estar comprimida en un espai no superior a 12 km, com la ciutat de Barcelona. Les estrelles de neutrons són, a més, excel·lents escenaris per analitzar les propietats de la matèria nuclear sota condicions extremes de densitat. El poder determinar experimental o observacionalment la màxima massa que poden tenir així com el radi és un pas endavant en la comprensió de la matèria que ens envolta.

Com a objectiu d'aquest estudi, els científics van dur a terme una anàlisi teòrica de les equacions que descriuen l'estat en què es troba la matèria a l'interior d'una estrella de neutrons. Paral·lelament, es van utilitzar dades d'un experiment de partícules pesades (ions pesats) anomenat KaoS a l'accelerador de partícules del Centre d'Investigació de Ions Pesats GSI Helmholtz, a Darmstadt, Alemanya.

Un cop analitzades les dades de l'experiment KaoS del GSI, els científics van poder determinar quin seria el comportament de la matèria en determinades condicions de densitat i temperatura i, conseqüentment, van utilitzar aquesta informació per precisar la massa màxima i el radi de les estrelles de neutrons més lleugeres en funció dels paràmetres que componen aquestes equacions d'estat de la matèria.

Cal mencionar que hi ha experiments de física de partícules realitzats a acceleradors de partícules terrestres, com ara CERN (Ginebra, Suïssa) o GSI (Darmstadt, Alemanya) capaços de reproduir condicions similars que es donen en algunes estrelles, com, en aquest cas, les estrelles de neutrons.

Recentment, es va aconseguir trobar, per mitjà d'observacions, un dels púlsars més massius, el PSR J1748-2021, el qual arriba a tenir 2.7 masses solars. Gràcies a l'experiment de KaoS del GSI, s'ha pogut precisar un límit superior a la massa d'aquests objectes de tres masses solars.

Poder reproduir el que passa a l'interior d'una estrella a nivell terrestre és sorprenent. Com menciona Laura Tolos, "els avenços científics i tecnològics han obert el camí a reproduir el que passa en alguns objectes estel·lars. Es tracta doncs d'analitzar aquestes dades i combinar aquesta informació amb les observacions que provenen d'aquests objectes. L'objectiu final és entendre la matèria en condicions extremes de densitat ".

Caldrà veure si les observacions directes d'aquestes estrelles confirmen la prediccions teòriques fetes fins ara, les quals vaticinen que les estrelles de neutrons no poden tenir masses superiors a 3 masses solars. Segurament serà tasca del possible futur telescopi de monitorització de raigs X - Large Observatory for X-ray Timing (LOFT), que podrà observar i, per tant, acotar, d'una manera més precisa, aquests límits teòrics.



Posa Flash Player per reproduïr aquest fitxer
o descarrega'l per reproduïr-lo localment.


Butlletí Innovem Terrassa !!!
Universitat i Societat del coneixement - Ajuntament de Terrassa.