Un equipo de científicos del HUN-REN Wigner Research Center for Physics de Hungría ha logrado una hazaña notable al confirmar que las estrellas de neutrones no pueden superar un límite crítico de entre 2,2 y 2,3 veces la masa del Sol sin colapsar en agujeros negros. Esta conclusión, que proviene de sofisticados modelos basados en la física nuclear y se apoya en observaciones astronómicas recientes, representa uno de los avances más significativos en la comprensión del límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV). Durante más de ocho décadas, este límite teórico ha sido el objetivo de los astrofísicos, y el nuevo hallazgo responde a una de las preguntas más fundamentales sobre la estructura de estas inusuales estrellas, revelando que el peso máximo que pueden sostener está mucho más cerca de lo que se pensaba anteriormente.
Las estrellas de neutrones se forman cuando una estrella masiva agota su combustible y explota en una supernova, dejando un núcleo extremadamente denso en un espacio que apenas se extiende 12 kilómetros. En este compacto remanente, la materia se encuentra en un estado casi inimaginable, donde una cucharadita podría pesar miles de millones de toneladas en la Tierra. Este fenómeno se debe a la compresión extrema donde los átomos colapsan y los protones y electrones se unen para formar neutrones. Sin embargo, existe un umbral claro: si la masa acumulada es demasiado grande, la presión cuántica que impide el colapso gravitacional no será suficiente, lo que llevó a los investigadores a utilizar modelos nuclear descriptivos (SFHo y DD2) para estudiar la materia en estas condiciones extremas.
Con la densidad asombrosa de las estrellas de neutrones, sus características casi suenan como un relato de ciencia ficción. La gravedad en su superficie no solo comprime la materia, sino que también afecta la percepción del tiempo, según la teoría de la relatividad de Einstein. Para alguien hipotéticamente en la superficie de una estrella de neutrones, el tiempo transcurriría más lentamente comparado con un observador lejano. Por cada hora vivida en esa cercanía, el espectador externo experimentaría aproximadamente 65 minutos. Este fenómeno pone de relieve que los secretos del tiempo y la gravedad en el cosmos a menudo desafían las nociones preconcebidas de nuestra realidad.
Los nuevos descubrimientos también han implicado avances en la medición de estrellas de neutrones, destacándose el uso del telescopio espacial NICER, que ha proporcionado valiosa información sobre púlsares en rotación. Además, los eventos de ondas gravitacionales como GW170817 permitieron a los científicos observar colisiones de estrellas de neutrones, revelando datos cruciales respecto a las masas y dimensiones de estos cuerpos celestes. Sorprendentemente, ambos modelos, a pesar de sus diferencias, apuntaron a converger en un límite máximo de masa, evidenciando una consistencia entre simulaciones y observaciones reales que ha llevado a revisar cómo entendemos estos objetos dentro del universo.
El estudio y el análisis de las estrellas de neutrones abren la puerta a un entendimiento más profundo de las fronteras entre estrellas de neutrones y agujeros negros. Investigación reciente ha señalado objetos como GW190814, que posee una masa estimada superior a 2,3 masas solares, lo que los investigadores ahora consideran más como un agujero negro de baja masa que como una estrella de neutrones pesada. Estos hallazgos no solo esclarecen la naturaleza de fenómenos astronómicos complejos, sino que también refuerzan las ecuaciones originales de TOV, apuntando a una mejor comprensión de los objetos más extremos del cosmos y sugiriendo que cada descubrimiento nos acerca a desentrañar los secretos restantes del universo.