Los planetas alrededor de las estrellas de neutrones están compuestos principalmente de carbono, que se convierte en diamante bajo presión.
Científicos de la Universidad de Columbia (EE. UU.) Han propuesto una explicación para el mecanismo misterioso y previamente inexplicado de la formación de planetas en los sistemas de estrellas de neutrones. Según su modelo, todos los planetas previamente descubiertos en tales sistemas están compuestos principalmente de diamantes. Una preimpresión del artículo relevante está disponible en el sitio web de la Universidad de Cornell.
La era del descubrimiento de exoplanetas hace un cuarto de siglo comenzó con los planetas púlsar: cuerpos que orbitan púlsares (estrellas de neutrones con un campo magnético inclinado con respecto a su eje de rotación). Durante mucho tiempo, los astrónomos pensaron que la apariencia de cuerpos como nuestra Tierra alrededor de los púlsares era muy extraña. El hecho es que las estrellas de neutrones aparecen después de las explosiones de supernovas. Un evento tan poderoso debería destruir todos los planetas previamente disponibles para la estrella o arrojarlos a una gran distancia, de modo que los astrónomos terrestres simplemente no los noten. ¿Cómo es que ya se han descubierto sistemas planetarios completos de estrellas de neutrones?
Los investigadores de la Universidad de Columbia intentaron responder a esta pregunta utilizando un escenario completamente inesperado. Modelaron las interacciones a largo plazo entre una estrella de neutrones y una enana blanca. Las estrellas como el Sol al final de su vida se convierten en enanas blancas. Carecen de masa para explotar como una supernova y formar una estrella de neutrones. Hoy en día, se cree que la mayoría de las estrellas del Universo deberían existir en sistemas binarios, triples o incluso más grandes en términos de número de estrellas. Por lo tanto, en la naturaleza existe una probabilidad significativa de formación accidental de un par de estrellas de neutrones y enanas blancas. Originalmente eran un par que consistía en una estrella similar al sol y una estrella azul-blanca más masiva.
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El modelado ha demostrado que en aproximadamente el uno por ciento de los casos, la gravedad de la estrella de neutrones destruirá gradualmente a la enana blanca con poderosas fuerzas de marea. Teniendo en cuenta la abundancia de estrellas de neutrones y enanas blancas, incluso un uno por ciento es suficiente para que los planetas púlsar sean bastante numerosos en nuestra galaxia.
Una estrella de neutrones es muy densa: con una masa comparable a la del Sol, no tiene un diámetro de 1,4 millones de kilómetros, sino solo de 20 a 25 kilómetros y, por lo tanto, la gravedad de dicho cuerpo es extremadamente fuerte. Dado que el borde de la enana blanca más cercano a él estará sujeto a efectos gravitacionales mayores que su "borde" distante, en algunos casos el neutrón compañero destruirá a la enana, literalmente destrozándola.
En este caso, se forma un disco alrededor de la estrella de neutrones a partir de la materia de la enana blanca destruida por ella. Dado que este último es una especie de "cadáver" de una estrella normal, todo el combustible para las reacciones termonucleares que contiene se ha consumido hace mucho tiempo. Por lo tanto, no hay hidrógeno ni elementos ligeros. El enano está dominado por carbono y oxígeno, el "desperdicio" de reacciones nucleares pasadas en el interior de la estrella. En el disco de su sustancia, como se muestra en el modelado, es posible la formación de planetas bastante grandes. Debido a la ausencia de elementos ligeros, no serán gigantes gaseosos. Pero esos cuerpos tampoco son similares a nuestra Tierra. No hay agua, poco hierro y silicatos. Pero habrá carbono debajo de la delgada corteza planetaria. Debido a la enorme presión de las capas externas, allí tomará la forma de diamante o lonsdaleita.
Dado que casi no habrá otros elementos en la composición de tales planetas, los autores del trabajo estiman que el peso total de los diamantes en su composición es bastante alto: hasta 100 octillones de quilates (uno con 29 ceros). La atmósfera de tal "planeta de diamantes", cubierta con una corteza de grafito, probablemente no será demasiado espesa. Consistirá en monóxido de carbono (CO) y oxígeno, "eliminado" de las moléculas de monóxido de carbono por radiación ionizante de las proximidades de la estrella de neutrones.
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Cabe destacar que la radiación ionizante será extremadamente fuerte. Una parte importante de los rayos cósmicos que llegan a la superficie de la Tierra nos llega precisamente de la vecindad de estrellas de neutrones distantes, cuyos campos magnéticos pueden desempeñar el papel de un acelerador de partículas, y mucho más poderoso que el Gran Colisionador de Hadrones. La radiación en el planeta cerca de la estrella del púlsar de neutrones será tal que no solo las personas, sino también los componentes electrónicos que tienen, no resistirán las condiciones locales ni siquiera por un corto tiempo.
