La resonancia de la gravedad y la luz es una posible causa de explosiones astrofísicas inusuales, como explosiones de rayos gamma y explosiones rápidas de radio.
Los investigadores han demostrado que las estrellas “extintas” son capaces de producir intensos destellos de luz. El estudio de este fenómeno podría arrojar nueva luz sobre algunas de las explosiones más grandes y misteriosas del Universo.
Las estrellas de neutrones se encuentran entre los objetos más inusuales del Universo. Estos núcleos colapsados de estrellas masivas son increíblemente densos y contienen más masa que el Sol en un volumen comparable al de una ciudad.
Están compuestos casi en su totalidad por neutrones unidos, lo que los convierte en los núcleos atómicos más grandes del espacio. Debido a esta densidad extrema, tienen una atracción gravitacional que sólo es superada por los agujeros negros.
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Su gravedad es tan fuerte que puede atraer la luz a la órbita alrededor de la estrella y acelerar los objetos cercanos casi a la velocidad de la luz.
Las estrellas de neutrones retienen cierta carga eléctrica y, cuando se combinan con la rápida rotación de la estrella, pueden generar campos magnéticos colosales; en algunos casos, los campos magnéticos más poderosos del Universo. La combinación de campos magnéticos intensos y entornos gravitacionales ultrafuertes puede provocar fenómenos físicos inusuales, como explicaron los investigadores en un artículo publicado en la base de datos preimpresa arXiv.
Una posibilidad intrigante que los científicos han estado explorando es la capacidad de las estrellas de neutrones para emitir ráfagas de luz breves y potentes, impulsadas por la propia gravedad. Los destellos utilizan un fenómeno conocido como resonancia, donde el mecanismo de disparo continúa “bombeando” energía al sistema a la frecuencia correcta para continuar intensificándose.
Los fuertes campos magnéticos que los rodean generan enormes cantidades de fotones, las partículas fundamentales de la luz. Normalmente, estos fotones están dispersos, añadiendo radiación al brillo general de la estrella de neutrones.
Pero una estrella de neutrones que gira rápidamente puede generar ondas gravitacionales. Los astrónomos ya han detectado ondas gravitacionales procedentes de fusiones de agujeros negros y estrellas de neutrones, pero estas ondas provocadas por la rotación tendrán una frecuencia mucho mayor.
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Serían demasiado débiles para ser detectados desde la Tierra, pero podrían transferir energía desde la estrella de neutrones a una región donde los campos magnéticos generan fotones y, si las condiciones son adecuadas, provocan resonancia.
Si las ondas tuvieran la frecuencia correcta, podrían amplificar fotones, que caerían en cascada a través de una compleja serie de canales para producir aún más fotones directamente desde el campo gravitacional. Este proceso se intensificaría hasta terminar en una poderosa explosión de radiación.
Los investigadores creen que algunas explosiones astrofísicas inusuales, como los estallidos de rayos gamma y los estallidos rápidos de radio, pueden ser causados por esta resonancia de la gravedad y la luz. Esto depende de qué tan bien la gravedad pueda interactuar directamente con la luz y producir fotones, algo que se sabe que es increíblemente raro, pero no imposible.
Los investigadores han utilizado famosas explosiones de estrellas de neutrones para establecer los límites de la conexión entre la gravedad y la luz, demostrando cómo estas poderosas explosiones sirven como laboratorio de la naturaleza para probar algunas de las interacciones más inesperadas del universo.
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