La masa máxima de una estrella de neutrones

Dibujo20171103 maximum-mass constraints mass limit tov neutron star arxiv 1711 00314

La fuente de la onda gravitacional GW170817 ha sido la fusión de dos estrellas de neutrones. El remanente es un objeto compacto de al menos 2,7 masas solares, que será un agujero negro si dicho valor supera la masa límite de Tolman–Oppenheimer–Volkoff (TOV) para estrellas de neutrones; a diferencia del límite de Chandrasekhar para enanas blancas, 1,4 masas solares, su valor se ignora. Usando GW170817 para estimar el límite TOV resulta ser inferior a 2,16 ± 0,03 masas solares (Rezzola et al.), o a 2,16 masas solares (Ruiz et al.), o a 2,17 masas solares (Margalit et al), o a 2,25 masas solares (Shibata et al.), según el método de estimación. Estos cuatro artículos apuntan a que el remanente de GW170817 sería un agujero negro (lo que se pensaba que era lo más probable según la mayoría de los astrofísicos).

Por supuesto se requieren más estudios teóricos y nuevas observaciones de fusiones de estrellas de neutrones para confirmar esta estimación del límite TOV (por muy razonable que pueda parecer). La nueva estimación se ha publicado en Luciano Rezzolla, Elias R. Most, Lukas R. Weih, “Using gravitational-wave observations and quasi-universal relations to constrain the maximum mass of neutron stars,” submitted to ApJL, arXiv:1711.00314 [astro-ph.HE], y una similar en Milton Ruiz, Stuart L. Shapiro, Antonios Tsokaros, “GW170817, General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations, and the Neutron Star Maximum Mass,” arXiv:1711.00473 [astro-ph.HE]; otra un poquito mayor en Ben Margalit, Brian Metzger, “Constraining the Maximum Mass of Neutron Stars From Multi-Messenger Observations of GW170817,” submitted to ApJL, arXiv:1710.05938 [astro-ph.HE]. El valor es compatible con estimaciones basadas en relatividad numérica, como Masaru Shibata, Sho Fujibayashi, …, Masaomi Tanaka, “GW170817: Modeling based on numerical relativity and its implications,” arXiv:1710.07579 [astro-ph.HE].


5 Comentarios

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RaiRai

Hola
Es apasionante este tema y me intriga mucho lo que puede haber dentro del horitzonte de sucesos de un agujero negro: me imagino que la materia debe de estar increiblemente caliente ya que no puede salir radiación y cuando entra material se calienta enormemente, ¿hay alguna simulación o estimación de la temperatura en el interior de un agujero negro?
Enhorabuena por el blog y que dure muchos años!

Francisco R. Villatoro

Rai, un agujero negro es espaciotiempo vacío, por lo que está tan frío como el espaciotiempo vacío fuera del agujero negro; hoy en día se cree que el agujero negro se comporta en su horizonte como un objeto con una temperatura dada por la fórmula de Bekenstein-Hawking; para una agujero negro de masa estelar o mayor es extremadamente pequeña: para una masa solar es de 60 nanokelvins. El fondo cósmico de microondas tiene una temperatura de unos 2,7 K y un agujero negro de dicha temperatura tendría una masa similar a la de la Luna y un tamaño de unos diez micrómetros.

AlbertAlbert

Muchas gracias Francisco por la información.
Repasa un bug en los 2 últimos enlaces: el penúltimo no funciona y el último conduce a donde debería conducir el penúltimo.
Gracias, saludos.

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