Modelo de cohete de neutrinos para explicar el origen de los púlsares de alta velocidad


El primer púlsar se descubrió en 1967. Con un aumento en las observaciones de púlsares, los astrónomos han descubierto que algunos púlsares tienen una velocidad de movimiento propia superior a 1000 km/s, y el número de tales púlsares crece cada año.

Recientemente, el Dr. Li Zheng y sus colaboradores del Observatorio Astronómico de Xinjiang (CAS) de la Academia de Ciencias de China y la Universidad de Nanjing propusieron un modelo de cohete de neutrinos dentro de estrellas de neutrones que, junto con los datos de púlsares del Observatorio Astronómico Nacional de Australia (ATNF), puede explicar el origen de los púlsares con una velocidad de movimiento propio superior a 1000 km/s.

La tasa de reducción de giro de los púlsares observados, , frente a su período de giro, P. Los puntos en azul, verde y rojo representan púlsares normales, púlsares en sistemas binarios y magnetares con un campo magnético B > 1013 G, respectivamente . Los datos de observación se toman de Hobbs et al. (2004), con una versión de catálogo de 1.65. Crédito: El diario astrofísico (2022). DOI: 10.3847/1538-4357/ac6cdd

El estudio fue publicado en The Astrophysical Journal.

Los neutrones en movimiento giratorio pueden emitir un par de neutrinos y antineutrinos. Sin embargo, el poder radiativo del movimiento ciclotrón de un solo neutrón es tan bajo que su efecto es insignificante.

Hay un fenómeno especial de condensación de Einstein llamado superfluido que puede ocurrir dentro de una estrella de neutrones en rotación (también conocida como púlsar) cuando la temperatura térmica dentro de la estrella de neutrones es más baja que la brecha de energía de los neutrones unidos.

Se ha demostrado que los pares de neutrones de Cooper que se han formado por unión de neutrones también experimentan un movimiento giratorio en la región superfluida de las estrellas de neutrones. Sobre la base de los cálculos, los investigadores descubrieron que estos neutrinos zurdos y diestros, que son emitidos por pares de neutrones de Cooper, tienen altas energías.

Además, los neutrinos zurdos y los neutrinos derechos emiten en la misma dirección debido a que no conservan la paridad. Como resultado de la conservación del momento, cuando una estrella de neutrones emite una corriente de neutrinos a lo largo de su eje de rotación, la propia estrella de neutrones adquiere una velocidad de retroceso en la dirección de avance a lo largo de su eje de rotación.

Debido a la emisión continua de corrientes de neutrinos dentro de la estrella de neutrones, esta se acelera continuamente, dando como resultado una alta velocidad a lo largo del eje de rotación, un fenómeno también confirmado por las observaciones de los púlsares Crab y Vela.

En las estrellas de neutrones, la energía de radiación de los neutrinos es proporcionada por la energía de rotación. Debido a este efecto, las estrellas de neutrones se caracterizan por una rotación de giro hacia abajo. «Nuestro modelo predice una tasa acelerada de giro hacia abajo para púlsares de período largo», dijo el Dr. Li Zheng.

Con información de Academia China de Ciencias

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