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En relacion a las posibles estrellas de Quarks

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (0)

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Lleváis toda la razón, ultimo debate es demasiado complicado para ser tratado aqui, asi que lo cambiare por otro que todos entendamos mejor pero, sin embargo, no quiero dejar la cosa asi, y aqui os dejo unas explicaciones de la posiblke extistencia de estas extrañas estrellas y de como podrian ser posible.

Hablamos de otro estado de la materia, materia de Quarks-Gluones o de Materia Extraña que se podrían formar en el interior de las estrellas de Neutrones produciendo la conversión de las mismas en Estrellas de Quarks. Esta transición de fase estaría ocurriendo en el Universo cada vez que una estrella masiva explotara en forma de supernova. Con la consiguiente aparición de una Estrella de Neutrones.

En 1971 A.R. Bodmer propuso que la Materia Extraña es más estable que el 56Fe, que es el más estable de todos los núcleos ordinarios. Por lo tanto según esta teoría, la Materia extraña constituiría el estado más fundamental de la materia. En la Naturalezas la presencia de núcleos atómicos ordinarios no se halla en contradicción con la mayor estabilidad que presente la ME. Esto se debe a que la conversión de un núcleo atómico en ME,  requiere que se transformen quarks up y dowm en quarks  extraños s. La probabilidad de que esto ocurra involucra una transición débil que hace que los núcleos con peso atómico 4 ≥ 6 sean estables por mas de 10 exponente 60 años. Así que, si la teoría de la ME es finalmente cierta, estaríamos en presencia del estado mas estable de la materia hadrónica y ahora su formación se necesitaría un ambiente rico en quarks s o la formación de un Plasma de Quarks Gluones. Esto se puede alcanzar en las colisiones de iones pesados relativistas, segundos después del Big Bang (como nos apunta Kike) y en el interior de las estrellas de Neutrones. Explicar aquí la formación de ME dentro de una EN resultaría algo pesado.

Formación y características de las Estrellas de Quarks:

Para los Astrónomos ha quedado bien establecido que el remanente estelar después de la explosión de una supernova podría resultar ser una Enana Blanca, una EN o un Agujero Negro, dependiendo de la masa de la estrella de origen. Observaciones astronómicas recientes sugieren un remanente aun más exótico: las EQs, la idea de la existencia de estas estrellas apareció en 1969, cinco años después de la predicción de Gell-Mann de la existencia de los quarks.

En el año 1984, Farhi y Jaffe, basándose en el modelo Bag del MIT, mostraron en sus cálculos que la energía por barion de la ME era menor que la del núcleo atómico mas estable que antes se mencionaba del Fe. Esto daba mayor solidez a la hipótesis de Bodmer-Witten e inmediatamente comenzaron a desarrollar modelos teóricos de EQs. En el año 2002, el Observatorio de rayos X Chandra, de la NASA, ofreció el descubrimiento de dos estrellas candidatas a ser EQs.

Para que una EN se transforme en una EQ pura, necesitamos algún mecanismo mediante el cual su densidad aumente cada vez mas. Pensemos, por ejemplo, que la EN forma parte de un sistema binario. Para considerar que dos estrellas están en un  sistema binario, debe analizarse su proximidad analizando el tamaño de las mismas con el radio del lóbulo de Roche, que es la región que define el campo de la acción gravitatoria de una estrella sobre otra.

Si el radio de cada estrella es menor que el lóbulo de Roche, las estrellas están desconectadas. Por el contrario, si una de ellas llena el lóbulo de Roche, el sistema es semiconectado y la materia puede fluir a través del punto de Lagranje interno. Pero, dejémonos de tecnicismos y, formulemos una pregunta crucial: ¿Podría el colapso de una supernova dar origen a la formación de una EQ?

Esta pregunta nos conduce a otra hipótesis teórica acerca de la formación de una EQ. En el proceso de formación de una estrella EN, hay conservación del momento angular. La proto-estrella de neutrones tiene una fracción pequeña de su radio original, que era el de la supernova, por lo que su momento de inercia se reduce bruscamente. Como resultado, la EN se forma con una altísima velocidad  de rotación que disminuye gradualmente.

Los periodos de rotación se hacen cada vez más largos debido a la perdida de energía rotacional por la emisión de electrones y positrones y de la radiación bipolar electromagnética. Cuando la alta frecuencia de rotación o el campo electromagnético  alcanzan un valor critico, la EN se transforma en el pulsar que emite pulsos del orden de los milisegundos. Debido a la enorme fuerza centrifuga en estos objetos, la estructura interna se modifica, pudiendo alcanzar una densidad crítica por encima de la que corresponde a la transición de fase hadrón-quark.

En estas condiciones, la fase de materia nuclear relativamente incomprensible se convertiría en la fase de ME, mas comprensible, cuyo resultado final seria la aparición de una EQ.

La identificación de una EQ requiere señales observacionales consistentes. Con esto me refiero a las condiciones físicas de la estrella tales como su masa máxima, radio, periodo mínimo de rotación, enfriamiento por emisión de neutrinos. Todas estas propiedades dependen de una única ecuación de estado para la materia densa de quark. Sin embargo, existe un rango de valores aceptados para las cantidades antes mencionadas, con base en datos observacionales recientes, que marcarían importantes diferencias entre las posibles EQs y los demás objetos compactos.

Un rasgo característico de las EQs es que la materia no se mantendría unida por la atracción gravitacional, como ocurre en las ENs, sino que seria consecuencia directa de la interacción fuerte entre los quarks. En este caso, la estrella se dice autoligada. Esto implica una diferencia sustancial entre las ecuaciones de estado para las dos clases de estrellas. Las correcciones perturbativas a la ecuación de estado de la materia de quark y los efectos de la superconductividad de “color” complican aun mas este punto (me paso la parte mas farragosa).

Además, las EQs violarían el llamado límite de Eddington que, observo que las fuerzas debido a la radiación y la gravitación de las estrellas normales dependían del inverso del cuadrado de la distancia. Supuso, entonces, que ambas fuerzas podían estar relacionadas de algún modo, compensándose para que la estrella fuera más estable. Para estrella de altísima masa, la presión de radiación es la dominante frente a la gravitatoria. Sin embargo, debería existir una presión de radiación máxima para la cual la fuerza expansiva debido a la radiación se equilibrara con la gravedad local. Por eso precisamente se dice que una estrella tiene un limite de 120 masas solares (puede haber alguna que tenga mas, ya que, esto es una media estimada) pues en caso de ser mayores su propia radiación las destruiría, ya que, en este sentido las estrellas responden al limite de Eddington y para cualquier estrella que rebase ese limite, no habrá equilibrio hidrostático, causando la perdida de masa de la estrella. El mecanismo de Emision en una estrella de de Quarks produciría luminosidades por encima de dicho limite. Una posible explicación a este hecho seria que la EQ es auto ligada y por lo tanto su superficie alcanzaría temperaturas altísimas con la consecuente emisión térmica. Por otro lado, una alternativa para explicar algunas observaciones de destellos de rayos alfa, seria suponer que las emisiones provenientes de EQs con radios R~6 Km, valores demasiado pequeños si pensáramos que los destellos provienen de ENs.

Hay observaciones Astrofísicas que podrían ser posibles observaciones de EQs. El mes de febrero de 1987 fue la primera oportunidad de poner a prueba, a trabes de observaciones directas, las teorías modernas sobre la formación de supernovas. En el Observatorio de Las Campanas de Chile, fue observada la supernova 1987ª en la Gran Nube de Magallanes. Algunas características de la emisión de neutrinos de la SN 1987ª, podrían explicarse si una hipotética fuente de energía subnuclear como la Materia Extraña contribuyera a su explosión. El remanente estelar que ha quedado como consecuencia de la explosión supernova 1987ª, podría ser5 una EQ, ya que el periodo de emisión de este pulsar es de P =0,5 milisegundos. Una estrella canónica no podría tener una frecuencia de rotación tan alta.

También existen observaciones del Chandra de rayos X de la NASA que, combinados con otros del Hubble, vienen a reforzar estas afirmaciones y, lo que resulta de todo es que, los conocimientos que se tienen de las estrellas de neutrones no coinciden con lo que se esta observando y de cuyos indicios se deduce que ahí dentro de las estrellas de neutrones esta presente la Materia extraña o sopa de Plasma de Quark y Gluones que serian la huella de las estrellas de Quarks.

Salvo mejor parecer.

 


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