Contrasting neutron star heating mechanisms with Hubble Space Telescope observations
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Date
2018
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Abstract
Si las estrellas de neutrones se enfriaran pasivamente, se esperaría que se vuelvan
indetectables en un tiempo menor a 107 años, al alcanzar bajas temperaturas
T < 104 K. Sin embargo, radiación del tipo ultravioleta, que implica temperaturas
superficiales T ∼ 105 K, fue detectada desde los pulsares de Giga años PSR J0437-
4715 y PSR J2124-3358 y también desde el pulsar B0950+08 cuya edad es ∼ 107
años. Esta discrepancia puede ser explicada por un grupo de mecanismos de
calentamiento propuestos en la literatura.
Usando el código de Petrovich y Reisenegger se calcularon curvas de evolución
térmica considerando diferentes mecanismos de calentamiento. Estas fueron contrastadas con las temperaturas inferidas a partir de las observaciones de los pulsares para determinar cuál es la principal fuente de emisión térmica de las estrellas
de neutrones.
Encontramos que el calentamiento rotoquímico, reacciones nucleares en las capas
profundas de la corteza y el calor liberado por la fricción de vórtices superfluidos pueden mantener la estrella lo suficientemente caliente más allá del tiempo
estándar de enfriamiento pasivo y explicar las observaciones.Si las estrellas de neutrones se enfriaran pasivamente, se esperaría que se vuelvan
indetectables en un tiempo menor a 107 años, al alcanzar bajas temperaturas
T < 104 K. Sin embargo, radiación del tipo ultravioleta, que implica temperaturas
superficiales T ∼ 105 K, fue detectada desde los pulsares de Giga años PSR J0437-
4715 y PSR J2124-3358 y también desde el pulsar B0950+08 cuya edad es ∼ 107
años. Esta discrepancia puede ser explicada por un grupo de mecanismos de
calentamiento propuestos en la literatura.
Usando el código de Petrovich y Reisenegger se calcularon curvas de evolución
térmica considerando diferentes mecanismos de calentamiento. Estas fueron contrastadas con las temperaturas inferidas a partir de las observaciones de los pulsares para determinar cuál es la principal fuente de emisión térmica de las estrellas
de neutrones.
Encontramos que el calentamiento rotoquímico, reacciones nucleares en las capas
profundas de la corteza y el calor liberado por la fricción de vórtices superfluidos pueden mantener la estrella lo suficientemente caliente más allá del tiempo
estándar de enfriamiento pasivo y explicar las observaciones.
Description
Tesis (Magíster en Física)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2018