Investigadores descubren un nuevo tipo de materia dentro de estrellas de neutrones

Un grupo de científicos finlandeses ha encontrado fuertes evidencias de la presencia de materia exótica formada por quarks dentro una estrella de neutrones. Llegaron a esta conclusión al combinar recientes resultados de teoría de partículas y física nuclear y de las medidas de ondas gravitacionales de la colisión de estrellas de neutrones.

La materia normal que nos rodea está compuesta por átomos, cuyo denso núcleo, que comprende protones y neutrones, está rodeada de electrones con carga negativa. Sin embargo, dentro de las estrellas de neutrones, se sabe que la materia atómica colapsa dentro de materia nuclear muy densa en donde los neutrones y protones están empaquetados de forma tan junta que la estrella completa puede ser considerada un solo núcleo enorme.

Hasta ahora, sigue siendo poco claro si la materia nuclear en el centro de las estrellas de neutrones más masivas colapsan en un estado aún más exótico llamado materia de quarks, en el que los núcleos, literalmente, dejan de existir. Investigadores de la Universidad de Helsinki ahora afirman que la respuesta a esta cuestión es que sí.

La existencia es muy probable.
Incluso con simulaciones a gran escala ejecutadas en supercomputadoras que son incapaces de determinar el destino de la materia nuclear dentro de las estrellas de neutrones, los investigadores finlandeses propusieron una nueva aproximación al problema: se dieron cuenta que combinando resultados recientes de teoría de partículas y física nuclear con medidas astrofísicas, podría ser posible deducir las características y la identidad de la materia que reside dentro de las estrellas de neutrones.

De acuerdo con este estudio, la materia que reside dentro de los núcleos de las más masivas y estables estrellas de neutrones, se parece mucho más a la materia formada por quarks que a la materia nuclear ordinaria. Los cálculos indican que en éstas estrellas el diámetro del núcleo identificado como materia de quark puede exceder la mitad de aquella que forma la totalidad de la estrella de neutrones. Sin embargo, los científicos señalan que todavía existen mucha falta de certeza asociada con la estructura exacta de las estrellas de neutrones.

Desde Otoño de 2017, el nacimiento de nuevas estrellas de neutrones ha sido observado gracias a los instrumentos de observación tan potentes con los que se cuenta como los telescopios LIGO y Virgo que rápidamente se han convertido en parte integral de la investigación de estrellas de neutrones. Es esta rápida acumulación de nueva información observacional la que juega un rol fundamental en mejorar la precisión de los nuevos hallazgos del grupo de investigación encabezado por los finlandeses y, también, en confirmar la existencia de quarks dentro de estrellas de neutrones. Con observaciones que se tienen programadas en el futuro próximo, la falta de precisión y de certeza asociada con los nuevos resultados descenderá drásticamente.


El trabajo de investigación ha sido publicado recientemente en la revista Nature Physics.

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