estrellas

Un estudio indaga si los púlsares están formados por materia de quarks

22.12.2008 | 18:16

Un estudio del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) está analizando la posibilidad de que los púlsares, estrellas muy compactas y con elevados campos magnéticos, estén formados de materia de quarks, las partículas elementales de la materia.

Los púlsares son estrellas originadas durante las explosiones de supernovas, y de los que se desconoce su composición, aunque la teoría estándar apunta que están formados básicamente por neutrones y, en menor proporción, por protones y electrones.


Sin embargo, los púlsares tienen una densidad tan elevada que, según se recoge en este trabajo del CSIC, hay motivos para pensar que de los púlsares conocidos, el 25% de ellos podría estar formado enteramente por materia de quarks.


El 75% de los púlsares restantes observados hasta el momento no puede estar totalmente formado por materia de quarks, aunque no se descarta que dicho material pueda hallarse en el núcleo de la estrella, ha informado el CSIC en un comunicado.


El trabajo también revela, siempre en el campo teórico, que esta familia de estrellas de quarks no podría rotar a velocidades superiores a una revolución por segundo.


El estudio está firmado por los investigadores Massimo Mannarelli, Cristina Manuel, ambos del CSIC, y Basil Sa'd, de la Universidad Goethe de Fráncfort (Alemania) y se acaba de publicar en la revista "Physical Review Letters".


Aunque se trata de un trabajo teórico y preliminar, revela que las propiedades rotacionales de los púlsares esconden información muy relevante sobre su composición.


La comunidad científica busca desde hace tiempo señales de materia de quarks en diferentes escenarios astrofísicos, y también en laboratorios terrestres, tales como el CERN.


Su hallazgo confirmaría las predicciones de la teoría de las interacciones nucleares y ayudaría a entender, entre otras cosas, la evolución cosmológica del Universo microsegundos después del Big Bang.


La comunidad científica también trabaja con la hipótesis de que la materia de quarks pueda ser parte constituyente de la denominada materia oscura del Universo.


La física predice que a densidades muy elevadas los neutrones y los protones se funden en sus constituyentes básicos, los quarks, las partículas elementales de la materia.


En la vida real no hay ninguna situación en la que la densidad sea tal que los neutrones se descompongan en sus quarks, de forma que estos últimos sólo han podido ser detectados con herramientas muy sofisticadas como los grandes aceleradores de partículas, indican las mismas fuentes.


No obstante, los púlsares podrían ser una de esas situaciones reales aunque, eso sí, muy lejana físicamente.


Se sabe que los púlsares son objetos con una altísima densidad, con un radio de decenas de kilómetros, pero con tanta masa como la del Sol, explica Cristina Manuel, una de las investigadoras.


"Con densidades muy elevadas las estrellas colapsan sobre sí mismas formando agujeros negros. Pero a densidades por encima de la nuclear, y por debajo de la del colapso gravitatorio, podrían existir estrellas de quarks", añade.


Si existiera un objeto así, con una densidad tan elevada, las dudas serían saber cómo se comportaría y en qué se diferenciaría de las estrellas de neutrones.


Para contestar a estas preguntas, el estudio del CSIC ha intentado averiguar cuál es la velocidad máxima de rotación que puede soportar una estrella de quarks de las características de un púlsar.


Para ello han estudiado las pulsaciones y oscilaciones que hay en cualquier estrella que rota.


Estas pulsaciones y oscilaciones son los llamados "Modos R" (R-Mode), corrientes que se forman en el fluido de la estrella y que son análogas a las corrientes que se forman en otros fluidos geofísicos como el océano o en la atmósfera.


En la actualidad se tienen registrados unos 2.000 púlsares, de los que se sabe con buena precisión su velocidad de rotación, que va desde las 0,2 hasta las 716 revoluciones por segundo, una velocidad "asombrosa".


Hay púlsares que dan varios centenares de vueltas por segundos lo que implica, detalla Cristina Manuel, que deben ser objetos con unas densidades extraordinarias ya que, si no fuera así, a esa velocidad la materia saldría disparada por la fuerza centrífuga.


El resultado del estudio revela que si existiera una estrella de quarks de densidad muy elevada, ésta no podría rotar a velocidades superiores a una revolución por segundo.

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