El curioso enigma de los Pleriones

Imaginemos a una estrella súper masiva que está llegando al final de su vida, donde las fuerzas que equilibran su estructura estelar comienzan a variar.

La presión que ejerce el proceso atómico de su núcleo, convirtiendo el gas de hidrógeno en helio, comienza a perder intensidad y se ve superado por su propia gravedad que va colapsando a la estrella sobre sí misma, haciendo que finalmente estalle como una súpernova, brillando más que 100 mil soles.

Representación artística de una estrella SúperNova.  Fuente: www.arquehistoria.com

Su núcleo seguirá colapsándose sobre sí mismo, de tal manera que fusione los protones y electrones de los átomos de helio, creando lo que será finalmente una estrella de neutrones, por lo cual, y en base al principio de repulsión cuántica de Pauli, las partículas que son idénticas crean una fuerza similar a la ejercida por dos imanes que se repelen cuando tratamos de unirlos por el mismo polo, lanzado chorros de energía al espacio desde los puntos magnéticos opuestos de la pequeña estrella de neutrones, mientras rota sobre su eje a 5 o 6 revoluciones por segundo.
A este cuerpo celeste se le conoce como un Púlsar. 

Gráfico de la composición interna de una estrella de neutrones. Fuente: www.wikipedia.com

Esquema del potente campo magnético que genera una estrella de neutrones en rotación, a la vez que eyecta al espacio dos chorros opuestos de radiación, al igual que lo haría un faro en el mar. Fuente: www.astrofisicayfisica.com

¿Como sonaría un Púlsar, si lo escuchamos a través de un Radiotelescopio?

Dichas partículas, cuya velocidad se ve aumentada por la energía de rotación del propio púlsar, acelerándolas hasta llegar casi a la velocidad de la luz, crean un “viento” capaz de arrastrar a las capas de gas y materia lanzadas al espacio por la tremenda explosión de la supernova.

Este viendo crea una nebulosa conocida como “nebulosa de viento de Púlsar” ó Plerión.

El radio de expansión de las partículas es radial, y todas van cargadas con el mismo nivel de energía, pero que al ir desplazándose y chocando con las nubes de gas, se crea un proceso conocido como “ley de potencias”, que hace que se dividan las ondas de emisión de energía dependiendo de la cantidad de gas y materia que vayan encontrado en su trayectoria, siendo en ese momento cuando emiten una gran cantidad de radiación, que puede ser detectada mediante los radiotelescopios que buscan emisiones de rayos Gamma. Si se detectan este tipo de emisiones en una nebulosa creada a partir de una estrella supernova, podremos decir que estamos detectando la presencia de un Plerión estelar.

Si quisiéramos profundizar más en la física de estas partículas, podríamos definir su proceso de choque con la materia como un sincrotón, generado por el campo magnético de las partículas cargadas que se desplazan a velocidades relativistas, cercanas a la velocidad de la luz, y que pueden generar emisiones superiores a los rayos X, aparte de la radiación Gamma.

Imagen de la nebulosa del Cangrejo (M-1), captada por el sensor de rayos Gamma del telescopio espacial Chandra, donde se puede apreciar la masa neblinosa del Plerión, y el púlsar en el centro de la misma. Fuente: www.cerodivideinfinito.com

Imagen a color real de la nebulosa del Cangrejo. Fuente: www.luigikeynes.com

Al observar una de estas nebulosas (un buen ejemplo es M-1, la nebulosa del cangrejo en la constelación de Tauro, cuya luz de la Supernova que la creó llegó a la Tierra en el año 1054 d.C.), se puede apreciar que denotan un brillo que se acentúa cuanto más nos vamos acercando al núcleo de irradiación, es decir, el Púlsar, ayudándonos a conocer mejor la interacción de las partículas irradiadas por una estrella de neutrones sobre la materia y el medio interestelar que la rodea.