Estrellas de Neutrones Pulsares Supernovas Campos Magnéticos Binarias de Rayos X

Transcripción

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2 Estrellas de Neutrones Pulsares Supernovas Campos Magnéticos Binarias de Rayos X

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4 Valle de México 4

5 Una Estrella de Neutrones en el Valle de México 5

6 Una Estrella de Neutrones en el Valle de México Diámetro: ~ 25 km 5

7 Una Estrella de Neutrones en el Valle de México Masa: 1 a 2 M Diámetro: ~ 25 km 5

8 Una Estrella de Neutrones en el Valle de México Densidad central: ~ g cm -3 (mil millones de toneladas por cm 3!) Masa: 1 a 2 M Diámetro: ~ 25 km 5

9 Una Estrella de Neutrones en el Valle de México Densidad central: ~ g cm -3 (mil millones de toneladas por cm 3!) Masa: 1 a 2 M Diámetro: ~ 25 km Una cucharada de materia de estrella de neutrones pesa mas que todos los edificios de la Ciudad de México 5

10 ... va camino hacia la UNAM 6

11 ... va camino hacia la UNAM Atmósfera y Oceano 7

12 ... va camino hacia la UNAM Atmósfera y Oceano 8

13 ... va camino hacia la UNAM Atmósfera y Oceano Corteza metálica (~ 1 km) 8

14 ... va camino hacia la UNAM Atmósfera y Oceano Corteza metálica (~ 1 km) Carozo: ρ > ρnuc (ρnuc = 2.8x1014 g cm-3) 8

15 ... va camino hacia la UNAM Atmósfera y Oceano Corteza metálica (~ 1 km) Carozo: ρ > ρnuc (ρnuc = 2.8x1014 g cm-3) Superfluido 9

16 ... va camino hacia la UNAM Atmósfera y Oceano Corteza metálica (~ 1 km) Carozo: ρ > ρnuc (ρnuc = 2.8x1014 g cm-3) Superfluido Superfluido en estrellas de neutrones: postulado en 1959 por A. Migdal Primera evidencia observacional: enfriamiento de Cas A 9

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18 El Descubrimiento del Primer Pulsar (1967) Jocelyn Bell 11

19 El Descubrimiento del Primer Pulsar (1967) Jocelyn Bell 12

20 El Radio-Telescopio de Effelsberg (Bonn) 100 metros 13

21 El Pulsar del Cangrejo Periodo de rotación: 33 milisegundos Solo un pugnado de pulsares se ven en el óptico: la gran mayoría se had descubierto en ondas radio 14

22 El Espectro Electromagnético Luz visible Ondas radio Infra-rojo Ultravioleta Rayos X Rayos gamma 15

23 Lanzado el 23 de julio de

24 Chandra: rayos X Imagen compuesta: óptico + rayos X Hubble: óptico El Pulsar del Cangrejo Credit: NASA/CXC/ASU/J.Hester et al. 17

25 Chandra: rayos X Imagen compuesta: óptico + rayos X Hubble: óptico El Pulsar del Cangrejo y su maquinaria en acción Chandra: rayos X Hubble: óptico Credit: NASA/CXC/ASU/J.Hester et al. Animación artística La animación usa observaciones realizadas en unos 7 meses 18

26 Un Pulsar y su Magnetosfera Haz de radiación Estrella de neutrones Magnetosfera y líneas de campo magnético Eje de rotación 19

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28 Betelgeuse una estrella masiva a punto de explotar Betelgeuse y el sistema solar Órbita de Plutón Imagen del Telescopio Espacial (HST) Órbita de Saturno Betelgeuse Órbita de Urano 21

29 La Supernova SN 1987A Después Antes Descubierta el 23 de febrero de 1987 por Ian Shelton (Observatorio Las Campanas, Chile) Una supernova emita mas luz (durante unos días) que toda un galaxia. 22

30 Remanentes de Supernovas ``Vela y ``Puppis A Imágenes de satélite de rayos X Rosat 23

31 Remanente de Supernova Cassiopeia A Optico (Hubble Space Telescope) Image Credit: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Acknowledgment: R. Fesen (Dartmouth) and J. Morse (Univ. of Colorado 24

32 Remanente de Supernova Cassiopeia A Optico (Hubble Space Telescope) Image Credit: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Acknowledgment: R. Fesen (Dartmouth) and J. Morse (Univ. of Colorado 24

33 Remanente de Supernova Cassiopeia A Optico (Hubble Space Telescope) Remanente mas joven conocido: expansión da ~300 años Supernova probablemente observada por J. Flamsteed en 1680 Proviene de la explosión de una estrella de unas M Image Credit: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Acknowledgment: R. Fesen (Dartmouth) and J. Morse (Univ. of Colorado 24

34 Cassiopeia A: primera luz de Chandra 25

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36 Remanente de Supernova Cassiopeia A Rayos X ( Primera luz de Chandra, 1999) Credit: Chandra X-ray Observatory, NASA 27

37 Remanente de Supernova Cassiopeia A Rayos X ( Primera luz de Chandra, 1999) Credit: Chandra X-ray Observatory, NASA 27

38 Remanente de Supernova Cassiopeia A Rayos X ( Primera luz de Chandra, 1999) Estrella de neutrones mas joven conocida. 12 años de observaciones por Chandra: Te bajó un 5%! Enfriamiento rápido debido a emisión de neutrinos por la transición de fase de sus neutrones al estado superfluido. 15 g cm-3) a la fecha Superfluido mas denso conocido (10 y temperatura crítica mas alta: Tc ~ 500,000,000 K Credit: Chandra X-ray Observatory, NASA 27

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40 Campos Magnéticos: tabla comparativa Campo magnético terrestre Iman de refrigerador Electro-iman de IRMN Manchas solares Campo persistente mas fuerte producido por electro-imanes Campo mas fuerte producido en laboratorio Enanas blancas ultra-magnetizadas Campo magnético en pulsares muy viejos Campo magnético de un pulsar típico Campo magnetico de un magnetar Máximo campo magnético teoricamente posible (efectos cuánticos) 0.6 Gauss 100 G 10,000 G = 10 4 G 5x10 5 G G 10 9 G G G G G 29

41 Campos Magnéticos: tabla comparativa Campo magnético terrestre Iman de refrigerador Electro-iman de IRMN Manchas solares Campo persistente mas fuerte producido por electro-imanes Campo mas fuerte producido en laboratorio Enanas blancas ultra-magnetizadas Campo magnético en pulsares muy viejos Campo magnético de un pulsar típico Campo magnetico de un magnetar Máximo campo magnético teoricamente posible (efectos cuánticos) 0.6 Gauss 100 G 10,000 G = 10 4 G 5x10 5 G G 10 9 G G G G G 30

42 Campos Magnéticos: tabla comparativa Campo magnético terrestre Iman de refrigerador Electro-iman de IRMN Manchas solares Campo persistente mas fuerte producido por electro-imanes Campo mas fuerte producido en laboratorio Enanas blancas ultra-magnetizadas Campo magnético en pulsares muy viejos Campo magnético de un pulsar típico Campo magnetico de un magnetar Máximo campo magnético teoricamente posible (efectos cuánticos) 0.6 Gauss 100 G 10,000 G = 10 4 G 5x10 5 G G 10 9 G G G G G 31

43 Campos Magnéticos: tabla comparativa Campo magnético terrestre Iman de refrigerador Electro-iman de IRMN Manchas solares Campo persistente mas fuerte producido por electro-imanes Campo mas fuerte producido en laboratorio Enanas blancas ultra-magnetizadas Campo magnético en pulsares muy viejos Campo magnético de un pulsar típico Campo magnetico de un magnetar Máximo campo magnético teoricamente posible (efectos cuánticos) 0.6 Gauss 100 G 10,000 G = 10 4 G 5x10 5 G G 10 9 G G G G G 32

44 Campos Magnéticos: tabla comparativa Campo magnético terrestre Iman de refrigerador Electro-iman de IRMN Manchas solares Campo persistente mas fuerte producido por electro-imanes Campo mas fuerte producido en laboratorio Enanas blancas ultra-magnetizadas Campo magnético en pulsares muy viejos Campo magnético de un pulsar típico Campo magnetico de un magnetar Máximo campo magnético teoricamente posible (efectos cuánticos) 0.6 Gauss 100 G 10,000 G = 10 4 G 5x10 5 G G 10 9 G G G G G 33

45 Campos Magnéticos: tabla comparativa Campo magnético terrestre Iman de refrigerador Electro-iman de IRMN Manchas solares Campo persistente mas fuerte producido por electro-imanes Campo mas fuerte producido en laboratorio 0.6 Gauss 100 G 10,000 G = 10 4 G 5x10 5 G G Enanas blancas ultra-magnetizadas 10 7 G durante G Campo magnético en pulsares muy viejos Campo magnético de un pulsar típico Campo magnetico de un magnetar Máximo campo magnético teoricamente posible (efectos cuánticos) G G G G 34

46 Campos Magnéticos: tabla comparativa Campo magnético terrestre Iman de refrigerador Electro-iman de IRMN Manchas solares Campo persistente mas fuerte producido por electro-imanes Campo mas fuerte producido en laboratorio Enanas blancas ultra-magnetizadas Campo magnético en pulsares muy viejos Campo magnético de un pulsar típico Campo magnetico de un magnetar Máximo campo magnético teoricamente posible (efectos cuánticos) 0.6 Gauss 100 G 10,000 G = 10 4 G 5x10 5 G G 10 9 G G G G G 35

47 Campos Magnéticos: tabla comparativa Campo magnético terrestre Iman de refrigerador Electro-iman de IRMN Manchas solares Campo persistente mas fuerte producido por electro-imanes Campo mas fuerte producido en laboratorio Enanas blancas ultra-magnetizadas Campo magnético en pulsares muy viejos Campo magnético de un pulsar típico Campo magnetico de un magnetar Máximo campo magnético teoricamente posible (efectos cuánticos) 0.6 Gauss 100 G 10,000 G = 10 4 G 5x10 5 G G 10 9 G G G G G 36

48 Campos Magnéticos: tabla comparativa Campo magnético terrestre Iman de refrigerador Electro-iman de IRMN Manchas solares Campo persistente mas fuerte producido por electro-imanes Campo mas fuerte producido en laboratorio Enanas blancas ultra-magnetizadas Campo magnético en pulsares muy viejos Campo magnético de un pulsar típico Campo magnetico de un magnetar Máximo campo magnético teoricamente posible (efectos cuánticos) 0.6 Gauss 100 G 10,000 G = 10 4 G 5x10 5 G G 10 9 G G G G G 37

49 Magnetares: destellos de rayos γ Tensión magnética interna Rompimiento de la corteza sólida Campo magnético dipolar Campo magnético torcido 38

50 Magnetares: destellos de rayos γ Solar magnetic field lines. Credit: Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences) Coronal mass ejection. Credit: NASA/ESA SOHO, Instrument LASCO on SOHO (Large Angle and Spectrometric COronagraph) Sun protuberance. Credit: Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences) 39

51 Campos Magnéticos: tabla comparativa Campo magnético terrestre Iman de refrigerador Electro-iman de IRMN Manchas solares Campo persistente mas fuerte producido por electro-imanes Campo mas fuerte producido en laboratorio Enanas blancas ultra-magnetizadas Campo magnético en pulsares muy viejos Campo magnético de un pulsar típico Campo magnetico de un magnetar Máximo campo magnético teoricamente posible (efectos cuánticos) 0.6 Gauss 100 G 10,000 G = 10 4 G 5x10 5 G G 10 9 G G G G G 40

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53 Binarias de Rayos X: Región del Centro Galáctico Binarias de Rayox X en el Centro Galáctico La Vía Láctea desde San Pedro Mártir (Stéphane Guisard) Observaciones del Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE) 42

54 Simulaciones de binarias con acreción Estrella de neutrones Estrella compañera Disco de acreción Jet o choro 43

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57 Aurora Boreal 46

58 Que ching... pasa cuando el D.F. cae en una cucharita? 47

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