La colisión y fusión de dos estrellas de neutrones, conocida como kilonova, es uno de los fenómenos cósmicos más sorprendentes y energéticos que existen. Este proceso fue observado por primera vez en detalle por los astrónomos utilizando el telescopio Hubble y otros instrumentos de última generación. Según el astrofísico Rasmus Damgaard, del Instituto Niels Bohr, este evento representa una oportunidad única para estudiar la creación de átomos y la microfísica de las explosiones cósmicas, proporcionando un vistazo sin precedentes a la formación de elementos más pesados que el hierro, los cuales no pueden originarse en el interior de las estrellas convencionales mediante fusión nuclear.
Durante la fusión, estas estrellas de neutrones no solo se acercan y colisionan debido a su enorme atracción gravitacional, sino que desencadenan una explosión que emite luz equivalente a cientos de millones de estrellas. En la galaxia NGC 4993, este tipo de colisión resultó en la formación de uno de los agujeros negros más pequeños jamás observados. A partir de estas colisiones, los científicos pueden investigar cómo surgen elementos pesados que enriquecen el universo, ayudando a esclarecer la formación de estructuras cósmicas.
La naturaleza y composición de las estrellas de neutrones son fundamentales en este proceso. Las estrellas de neutrones se forman cuando una estrella masiva agota su combustible nuclear y colapsa en una explosión de supernova, expulsando sus capas externas. Si la masa del núcleo restante supera el límite de Chandrasekhar, que es aproximadamente 1.44 veces la masa del Sol, este colapsa en una estrella de neutrones debido a la presión extrema y la captura beta, que transforma protones y electrones en neutrones. Este objeto denso está constituido casi exclusivamente por neutrones, formando un “cristal” de materia ultradensa.
El principio de exclusión de Pauli es lo que permite a las estrellas de neutrones mantenerse en equilibrio, ya que evita que los neutrones ocupen el mismo estado cuántico. Esto crea una presión cuántica que contrarresta la gravedad. Esta densidad increíble implica que una cantidad minúscula de materia de una estrella de neutrones puede pesar billones de toneladas.
El estudio de estas estrellas y sus colisiones no solo expande el conocimiento astrofísico sobre la estructura y evolución de los objetos estelares, sino que también abre puertas a comprender mejor los procesos que producen los elementos pesados que conforman planetas y cuerpos celestes, e incluso elementos presentes en la Tierra.
