¿Qué procesos experimenta una estrella para convertirse en un púlsar? ¿Se necesita una estrella muy específica con un cierto conjunto de cualidades como "la masa, el diámetro y la composición correctas", o es un accidente extraño que ciertas estrellas vivan su vida restante como un púlsar?
¿Qué hace que una estrella se convierta en un púlsar?
Respuestas:
Generalmente está dictado por lo masiva que es la estrella. Recuerde lo que es un púlsar, es una estrella de neutrones altamente magnetizada y de rotación muy rápida.
Las estrellas de neutrones son una categoría de objetos que tienen masas entre 1.4 y 3.2 masas solares. Esta es la etapa final de las estrellas que no son lo suficientemente masivas como para formar agujeros negros (están sostenidas por la presión de degeneración de neutrones), pero son lo suficientemente masivas como para superar la presión de degeneración de electrones (que es lo que evita que las enanas blancas sigan colapsando gravitacionalmente).
Hay estrellas de neutrones con masas medidas con precisión entre aproximadamente 1,2 y 2 masas solares.
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Rob Jeffries
Se cree que el punto final en la vida de las estrellas masivas entre aproximadamente 10 y 25 masas solares es una supernova de colapso del núcleo que produce un remanente condensado llamado estrella de neutrones.
El límite de masa inferior para los progenitores de estrellas de neutrones es razonablemente conocido y se debe a los caminos evolutivos tomados por estrellas de diferentes masas. Por debajo de las 10 masas solares, es probable que el núcleo de la estrella alcance un estado degenerado de electrones antes de que pueda fusionar elementos como el magnesio y el silicio para formar hierro. Un núcleo degenerado de electrones puede soportar la estrella y el remanente se enfriará para siempre como una enana blanca.
Por encima de 10 masas solares, la fusión nuclear procederá hasta los elementos de pico de hierro, más allá de los cuales las reacciones de fusión serían endotérmicas. La degeneración electrónica es insuficiente para soportar el núcleo de la estrella y se colapsa. Si el núcleo no es demasiado masivo, o mientras no caiga demasiado material sobre el núcleo colapsado, entonces es posible que una combinación de presión de degeneración de neutrones y la naturaleza repulsiva de las fuerzas nucleares fuertes de corto alcance puedan soportar el remanente como Una estrella de neutrones. El límite superior de la masa progenitora es incierto. Si bien la masa del progenitor es muy importante, también se cree que el estado de rotación y el campo magnético del progenitor determinan el resultado.
Una estrella de neutrones es una bola de radio de 10 km hecha principalmente de neutrones, pero tiene una corteza de material nuclear exótico y un interior fluido que también contiene algunos protones y neutrones.
La conservación del momento angular dicta que cualquier giro que tenga el núcleo de la estrella masiva antes de colapsarse se magnifica para una estrella de neutrones; por lo que deberían nacer como objetos que giran extremadamente rápido, el púlsar Cangrejo de 1000 años gira 33 veces por segundo).
La conservación del flujo magnético también amplifica cualquier campo magnético que esté alrededor, y los protones superconductores que giran rápidamente lo mejoran aún más, de modo que las estrellas de neutrones nacen con campos magnéticos superficiales de 100 millones a 100 billones de Teslas.
La rotación rápida genera un enorme campo eléctrico en la superficie de la estrella de neutrones que puede arrancar partículas cargadas y arrojarlas a lo largo de las líneas del campo magnético. Estas partículas pierden energía al irradiar sincrotrón y radiación de curvatura que se impulsa y transmite en la dirección hacia adelante.
Si los polos magnéticos y de rotación están desalineados, esto puede dar lugar a un haz de radiación que se desplace sobre la Tierra desde un faro en orientaciones favorables. Este es un púlsar.
Los púlsares no son eternos. La energía de la radiación se alimenta en última instancia del giro del púlsar. El púlsar gira hacia abajo y, por razones aún poco conocidas, el fenómeno se apaga cuando el período de rotación disminuye más allá de unos pocos a 10 segundos.