Un nuevo tipo de estrella, teorizado con fuerzas mecánicas cuánticas

Universo
SISSA
Actualizado 08/03/2018 18:12:12 CET

   MADRID, 8 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Un novedoso modelo matemático, que combina la relatividad general con el efecto repulsivo de la polarización al vacío cuántica, ha dado como resultado un nuevo tipo teórico de estrella.

   Según el trabajo publicado en Physical Review Letters por el investigador español de SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) Raúl Carballo-Rubio, la inclusión de esta fuerza de repulsión permite describir configuraciones ultracompactas de estrellas, que los científicos consideraban previamente que no existían en equilibrio.

   "Como consecuencia de las fuerzas atractivas y repulsivas en juego, una estrella masiva puede convertirse en una estrella de neutrones o convertirse en un agujero negro", dice Carballo-Rubio en un comunicado. En las estrellas de neutrones, el equilibrio estelar es el resultado de la "lucha" entre la gravedad, que es una fuerza atractiva, y una fuerza de repulsión llamada presión de degeneración, de origen mecánico cuántico.

   "Pero si la masa de la estrella se vuelve más alta que un cierto umbral, aproximadamente 3 veces la masa solar, el equilibrio se rompería y la estrella colapsaría debido a la fuerza abrumadora de la fuerza gravitacional".

   En este estudio, el investigador ha estudiado la posibilidad de que fuerzas mecánicas cuánticas adicionales que se espera que estén presentes en la naturaleza, permitan nuevas configuraciones de equilibrio para las estrellas por encima de este umbral.

   La fuerza adicional que se ha tenido en cuenta es una manifestación del efecto conocido como "polarización de vacío cuántico", que es una consecuencia sólida de la combinación de la gravedad y la mecánica cuántica en un marco semiclásico. "La novedad en este análisis es que, por primera vez, todos estos ingredientes se han ensamblado en un modelo totalmente coherente. Además, se ha demostrado que existen nuevas configuraciones estelares, y que éstas se pueden describir de una manera sorprendentemente simple".

   Todavía quedan varios temas importantes por estudiar, incluidas las aplicaciones observacionales de estos resultados. "Todavía no está claro si estas configuraciones se pueden realizar dinámicamente en escenarios astrofísicos, o cuánto durarían si este fuera el caso".

   Desde una perspectiva observacional, estas "estrellas relativistas semiclásicas" serían muy similares a los agujeros negros. Sin embargo, incluso pequeñas diferencias serían perceptibles en la próxima generación de observatorios de ondas gravitacionales: "Si hay estrellas muy densas y ultracompactas en el Universo, similares a los agujeros negros pero sin horizontes, debería ser posible detectarlas en las próximas décadas".