Los objetos gravitacionales compactos, como las estrellas de neutrones o los agujeros negros, han intrigado a los científicos y al público por décadas por su extremo poder de gravedad y una suerte de naturaleza contradictoria. Ahora, a estos ejemplos podría unirse un tercero, incluso más increíble.
En un artículo publicado en Physical Review Letters, el investigador Raúl Carballo-Rubio propuso la existencia teórica de una estrella ultra compacta, donde el colapso gravitacional se equilibra por diferentes efectos de mecánica cuántica. Algo similar ya ocurre con las estrellas de neutrones, donde la gravedad se equilibra por una fuerza de repulsión conocida como presión de degeneración. Pero en estas nuevas estrellas, la fuerza de repulsión también es producida por la polarización de vacío cuántico.
«Como consecuencia de las fuerzas de atracción y repulsión en juego, una estrella masiva puede convertirse en estrella de neutrón o bien volverse agujero negro», explicó Carballo-Rubio, de la Escuela Internacional Superior de Estudios Avanzados (SISSA), en un comunicado. «Pero si la masa de las estrellas aumenta más allá de cierto umbral, unas tres veces la masa solar, el equilibrio podría romperse y la estrella colapsaría debido al tirón apabullante de la fuerza gravitacional».
La interrogante que quería resolver Carballo-Rubio era desafiante. ¿Podrían otros efectos de mecánica cuántica jugar un rol más allá de ese umbral de masa? Aquí es donde entra la polarización de vacío cuántico. Con este fenómeno los campos electromagnéticos crean pares de electrón y positrón que, al ser materia y antimateria, podrían aniquilarse de vuelta a un estado de protones, actuando como fuerza de repulsión.
La polarización de vacío podría proporcionar una fuerza adicional para equilibrar el colapso gravitacional y crear una estrella increíblemente densa que se comporte de manera similar a un agujero negro pero sin un horizonte de eventos. En el pasado, a objetos similares se les ha llamado estrellas negras o gravastars.
«La novedad en este análisis es que por primera vez todos estos ingredientes han sido unificados en un modelo completamente consistente. Más aún, se ha demostrado que existen nuevas configuraciones estelares y que estas se pueden describir de una manera sorprendentemente simpe», explica Carballo-Rubio.
Mientras la solución teórica parece consistente, no está claro si tal objeto podría existir en nuestro propio universo. Se han refutado varios escenarios de gravastar porque no son estables. Esta solución podría ser un caso similar.
Pero si efectivamente existen, no se mantendrán ocultas por mucho tiempo. Carballo-Rubio cree que usando observatorios gravitacionales como el LIGO y el VIRGO, podríamos detectarlos dentro de la siguiente década.
El Ciudadano, vía IFLScience
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