Arrugas en el espacio-tiempo generadas por montañas en estrellas de neutrones

Según las conclusiones de un nuevo estudio, las montañas en la superficie de estrellas de neutrones pueden generar arrugas en el espacio-tiempo (ondas gravitacionales) que se propagan por el cosmos y que serían detectables.

El estudio lo han llevado a cabo Jorge Morales y Charles Horowitz, ambos de la Universidad de Indiana en la ciudad estadounidense de Bloomington.

Las estrellas de neutrones son soles muertos y hundidos sobre sí mismos. Su densidad es tan alta que supera en un billón de veces la del plomo. De su interior se conoce poco, y tampoco es mucha la información que se tiene sobre su superficie. Sí se sabe a ciencia cierta que, a diferencia de las estrellas en activo, las de neutrones tienen una superficie sólida. Al poseer una superficie sólida, es factible que existan montañas en ella. De todos modos, la altitud de estas montañas sería muy poca, no perdurarían por tiempo ilimitado y los procesos que conducirían a su formación serían muy distintos a los de la geología de la Tierra o de otros mundos.

Aun así, pese a su pequeño tamaño, las montañas de las estrellas de neutrones serían mucho más masivas que cualquiera de la Tierra, tanto que la gravedad de estas montañas, en combinación con la del resto del astro y con la rotación del mismo, permitiría una emisión de ondas gravitacionales que produciría un patrón característico de ondulaciones, o arrugas, en el tejido del espacio y el tiempo. El observatorio de ondas gravitacionales LIGO (Laser Interferometer Gravitational wave Observatory) está ya buscando las señales que esas montañas generarían.

En teoría, las montañas u otras deformaciones análogas en estrellas de neutrones con una rotación significativa hacen que se irradien de forma eficiente ondas gravitacionales distinguibles de las de otros tipos.

Recreación artística de una montaña en la superficie de una estrella de neutrones. (Ilustración: Jorge Munnshe para NCYT de Amazings)

Esta línea de investigación sobre posibles ondas gravitacionales emitidas a raíz de la existencia de montañas en estrellas de neutrones ayudará a guiar la búsqueda de las ondas gravitacionales continuas en general. Estas ondas solo pueden detectarse con búsquedas muy detalladas y sensibles que se ajusten cuidadosamente a las frecuencias previstas y a otras propiedades de la señal.

Las primeras detecciones de ondas gravitacionales continuas abrirán una nueva ventana al universo y proporcionarán información única sobre las estrellas de neutrones, que son los objetos más densos del universo después de los agujeros negros, y los más densos de entre todos los cuerpos celestes directamente visibles (los agujeros negros, debido a su inmensa fuerza de gravedad, no dejan salir luz ni ninguna otra clase de radiación de su interior y por eso es imposible observarlos más adentro de su borde, que es donde empieza el sector de espacio dominado por su colosal campo gravitatorio). El análisis de ondas gravitacionales continuas también podría ofrecer oportunidades únicas de poner a prueba leyes fundamentales de la física.

El estudio se titula “Anisotropic neutron star crust, solar system mountains and gravitational waves”. Se ha publicado en la revista académica Physical Review D. Ha sido financiado en buena parte por la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de Estados Unidos. También ha recibido ayuda económica de la Fundación Nacional de Ciencia (NSF) de Estados Unidos. (Fuente: NCYT de Amazings)