´¿EXISTEN LAS ESTRELLAS DE QUARKS?
J, Garcia, Instituto Copérnico.
Acabo de leer un artículo científico en Nature Physics que sugierre que las estrellas cuarks podrían realmnente existir. Si bien es un resultado priliminar, es sumamente interesante y me evoca la historia de los límites de masa para la evolución final de las estrellas.
Hasta hoy, los finales posibles para una estrella son tornarse una enana blanca, unz estrella de neutrones o un agujero negro.¿De qué depende? Evidentemente, de la masa de la estrella involucrada en ese proceso terminal.
El sol transforma hidrógeno en helio y, de ese modo, produce la energía que posteriormente emite al espacio.Permanece en equilibrio porque a la presión que ejerce esa generación de energía se opone la potente gravedad provocada por la masa posee. En un futuro muy lejano, el hidrógeno en su núcleo se agotará y al no generar energía el equilibrio se altera y el núcleo colapsa,lo que disminuye la distancia entre los átomos y los electrones se ven obligados a circular en un entorno reducido y a muy alta velocidad . Esto genera una presión de degeneración electrónica que frena el colapso y restablece el equilibrio . Pero para que esto ocurra es necesario que esté involucrado un cierto valor de la masa
Hace muchos años, el astrofísico indio Subrahmanyan Chandraseckar (1910-1995), cuando sólo tenía 19 años,propuso la existencia de un límite de masa para que una estrella enana blanca se colapse no colapse más allá de ese nuevo estado de equilibrio y se transoforme en algo de natualeza diferente . Ese límite, hoy conocido como límite de Chandraseckar; es de 1,44 masas solares.
¿Qué pasa si una estrella tiene más masa ?. Bien, la nistoria de los límites sigue . Cuando una estrella masiva colapsa la gravedad es tan intensa que no hay espacio para la circulación de los electrones y se terminan combinando con los protones para formar neutrones. Asi, queda una masa compacta de neutrones que se mantiene en eqjuilibrio por la presión de degeneración neutrónica , derivada del prinncipio de exclusión de Pauli, que indica que dos partículas no pueden compartir el mismo estado cuántico ni la misma posición . Estdo es lo que se llama una estrella de neutrones.
Pero una vez más, hay un límite de masa y es el conocido como límite de Tolman- Oppenheimeir- Volkoff, de 2,2 masas solares, establecido, por primera vez en 1939, por J. Robert Oppenheimer (1904- 1967) y George Volkoff (1914-2000), basándose en los trabajos de Richard Tolman ( 1881- 1948).
Se supone que más allá, en términos de masa, la estrella debería colapsar en un agujero negro, pero no se han detectado ese tipo de objetos con masas menores a 5 masas solares. Eso implica que quizá existan otros tipos de límites y, consecuentemente, sendos tipos de objetos.
La materia,según el llamado modelo estandar de la física de partículas, esta constituida por una serie de partículas: fermiones y bosones, los cuarks son los fermiones elementales masivos que interactúan fuertemente formando la materia nuclear y ciertos tipos de paarticulas llamadas hadrones . Junto con los leptones , son los constituyentes fundamentales de la materia bariónica, que es la que conocemos, de la que estamos hechos y la que observamos en el universo, a pesar de ser únicamente el 4 por ciento de lo que lo constituye.Diferentes especies de cuarks se combinan de manera especifica para formar particulas subatómicas tales como protones y neutrones.
Por lo tanto, uno de esos tipos de objetos que podrían esperarse serian las estrellas de cuarks. Lo que el trabajo de Eemeil Annala, Tyler Gorda, Aleksi Kurkela , Joanas Nattila y Aleksi Vuorienn, en el número de Nature Physiscs del 1 de junio de 2020, sugiere es que la materia en el interior de estrellas de neutrones estables de masa máxima exhibe características de fase no confinada , que interpretan como evidencia de la presencia núcleos de materia de quarks. Para las estrellas de neutrones más pesadas observadas de manera confiable de 2 masas solares, la presencia de materia de quarks está relacionada con un dato observable que es la velocidad (propagación de las ondas sismicas en el interior del objeto) y predicen que las estrellas de neutrones masivas tendrán núcleos de materia de quarks considerables. Según lo que expresan los propios autores en el resumen "este hallazgo tiene importantes implicaciones para la fenomenología de las estrellas de neutrones y afecta la dinámica de las fusiones de estrellas de neutrones con al menos un participante suficientemente masivo".
Con esto están refiriéndose a la detección realizada por los laboratorios LIGO y VIRGO, dedicados a las ondas gravitacionales , de la fusión de estrellas de neutrones en un evento, el GW170817, en 2017 en la galaxia cercana NGC 4993, conocido como kilonova. Ese escenario sería el lugar de creación de las estrellas de quarks.
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