[Alumnos] Probing dense matter in neutron stars via thermonuclear bursts

[Guido Moyano Loyola]

Hola a todos,

estos mails intentan ser un resumen de algunas de las charlas que estoy
presenciando. Solo son a modo informativo y para fomentar a los interesados
a buscar información sobre el asunto
tratado y a discutir sobre el tema expuesto (y ojala motivar a otros a hacer
lo mismo), y darle un enfoque mas científico a la cuenta de alumnos ;)

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*Probing dense matter in neutron stars via thermonuclear bursts*


En esta charla, Duncan Galloway, Monash University, mostró su
trabajorelacionado con estrellas de neutrones (siii, al fin una charla
que
 no es de astronomia extragalactica).

Las estrellas de neutrones son remanentes altamente densos de explosiones de
supernova. En general las estrellas de neutrones
se forman en sistemas binarios, los cuales si sobreviven a la violencia de
la explosion de SN, comienzan un intercambio de materia
a traves del punto de Lagrange L1. Este intercambio de materia, o mejor
dicho, acrecion de materia sobre la superficie de la
estrella de neutrones, conlleva a burst de rayos X, llamados Type I bursts.

Type I bursts (o explosiones termonucleares) son las fuentes de rayos X que
se observan comunmente en estrellas de neutrones.
Estas explosiones se producen como producto de que la estrella de neutrones
se encuentra acretando en un sistema binario, y acreta
materia sobre su superficie, de una estrella compan~era de baja masa.
(Pueden ver un representacion artistica en el archivo adjunto NS.jpg)

Desde los 80's se ha estudiado este proceso de acrecion de H/He
(Hidrogeno/Helio) sobre la superficie de las estrellas de
neutrones, y la consecuente emision de rayos X al ser la materia acretada
acelerada (Fujimoto 1981, adjunto).

Una pregunta que aun no se haya completamente resuelta es si la intensidad
del burst depende de la metalicidad del
sistema binario, ya que puede producirse un cambio en la curva de luz del
sistema al momento del burst si se enciende el
He que se esta acretando. Esto es materia de debate, ya que no hay varios
puntos en desacuerdo entre la teoria y las
observaciones (Heger 2007, adjunto).

El principal trabajo al que se haya focalizado Duncan Galloway es a poner
limites a la Ecuacion de Estado (EOS, Equation of State) de
la materia que forma a las estrellas de neutrones, asi de esta forma,
mejorar nuestro entendimiento respecto del material del que estan
hechas, asi como tambien poner limites al spin (rotacion), masa y radio de
las estrellas de neutrones.

Cuales han sido los analisis que se han realizado para poner estos limites?

1) busqueda de estrellas de neutrones masivas, principalmente se intenta
observar la estrella de neutrones mas masiva que existe, o
la estrella de neutrones que rote mas rapidamente, asi de esta forma poner
limites a la EOS.
(http://www.nature.com/nature/journal/v467/n7319/abs/nature09466.html)

2) analisis del corrimiento al rojo gravitatorio de las lineas espectrales
que se originan en la superficie de la estrella de neutrones, de esta forma
se busca poner un limite a la masa y gravedad superficial de estas estrellas
(no es un tema trivial el corrimiento al rojo gravitatorio, pero
pueden mirar el libro "A first course in general relativity", Schutz. El
libro no es trivial y tiene una matematica muy avanzada, pero la
introduccion
del capitulo sobre corrimiento al rojo gravitatorio creo que se puede
entender. El libro esta en la biblioteca). (Cottam 2002, adjunto)

3) comparar observaciones con modelos

Una caracteristica que se ha notado, es que la rapida rotacion de estas
estrellas provoca un ensanchamiento de las lineas espectrales
(Lin 2010, adjunto).

Ahora obviamente no esta todo resuelto, ya que no es tan sencillo determinar
el radio de las estrellas de neutrones, ya que tenemos efectos
como la distancia que afectan la determinacion del radio, asi como tambien
que la emision de lineas en una estrella de neutrones depende de
la latitud (en la estrella) donde se produce la emision, y hasta ahora se
supuso que esta emision es constante en el tiempo, hipotesis que puede
ser erronea.

NOTA:
Se que en emails anteriores he sugerido algunos papers que puedan leer, pero
no estoy seguro si tienen acceso a los mismos. Es por este motivo
que en este mail, y posiblemente a partir de los siguientes, voy a intentar
adjuntar las citas mas importantes que se mencionen en las charlas.

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Como mencione, estos mails no son mas que mi interpretación (y en parte, lo
que entendí) de las charlas expuestas, no tienen como idea dar una idea
definitiva de un tema, así como tampoco una idea cerrada.
El objetivo es el motivar (a los que se sientan interesados por el tópico
del mail) a buscar mas información, tanto en el *ADS* (
http://adsabs.harvard.edu/abstract_service.html), como en *astro-ph* (
xxx.lanl.gov)

PD: faltas de ortografia se deben principalmente a que tengo un teclado con
mapeo ingles, y que el corrector ortografico de gmail no es taaan bueno.
PD2: cualquier sugerencia respecto a estos mails es bienvenida. Gracias!
PD3: como siempre, gracias a todos lo que me enviaron mails respecto a lo
que envio :)

Saludos


-- 
Guido Moyano Loyola, PhD Student
Centre for Astrophysics and Supercomputing
Swinburne University of Technology
Hawthorn, Melbourne, VIC 3122, Australia
Phone: +61392148707
Office AR 310
http://astronomy.swin.edu.au/staff/gmoyano.html
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