Las estrellas pueden tener muertes complicadas

ntes de que una estrella colapse en un agujero negro puede que pase por una fase que unos científicos denominan estrella electrodébil. Y es que los procesos finales de una estrella en sus últimos estadios pueden ser más complicados de lo que en principio imaginamos.

Una estrella corriente no se hunde bajo su propio peso porque las reacciones nucleares de fusión mantienen su interior caliente y la presión debida a la temperatura se opone a la gravedad. Cuando una estrella pesada, una vez ha pasado por la fase de supernova, colapsa en una estrella de neutrones el principio de exclusión de Pauli evita que siga colapsándose y se transforme en un agujero negro. Concretamente, si la masa es superior a 2,1 masas solares ni siquiera el principio de exclusión de Pauli impedirá que se llegue a un colapso total y directo en un agujero negro.

En años recientes los físicos han calculado que el colapso hacia un agujero negro podría ser más complejo de lo que originalmente se pensó. Una vez que el principio de exclusión es vencido, el material de la estrella de neutrones puede sufrir una transición de fase compleja que libere suficiente energía como para impedir el colapso, al menos durante un tiempo.

Así por ejemplo, los neutrones podrían ser comprimidos hasta que se alcanzara una sopa de quarks. Lo malo es que desde nuestro punto de vista una estrella de quark no sería muy distinguible de una estrella de neutrones, lo que impide o dificulta en extremo la comprobación experimental de este tipo de objetos.

Ahora, Glenn Starkman, De-Chang Dai, ambos en Case Western Reserve University, Dejan Stojkovic de State University of New York, y Arthur Lue del MIT proponen en Physical Review Letters la existencia de un nuevo tipo de objeto: la estrella electrodébil.

Estas estrellas estarían alimentadas por la conversión de quarks en leptones, que son más ligeras que los quarks y que incluyen a partículas como electrón y el neutrino.

Según los autores, este tipo de reacción está avalada por el Modelo Estándar de partículas, pero a temperatura ambiente es tan rara que su probabilidad es prácticamente nula. Probablemente no haya sucedido nunca en el Universo visible durante los últimos 10.000 millones de años, pero quizás sí en el interior de las estrellas electrodébiles. O, según Starkman, en los laboratorios de civilizaciones muy avanzadas.

Estos científicos han calculado que cuando el colapso hacia agujero negro de un objeto masivo comienza debería darse una rápida conversión de quarks en leptones y que la energía liberada debería detener el colapso de manera similar a como la fusión nuclear ordinaria detiene el colapso de una estrella corriente como el Sol.

La estrella electrodébil sería, por tanto, una fase previa a la del agujero negro. Han calculado que esta fase podría durar más de 10 millones de años, un tiempo largo para nosotros y suficiente para las labores observacionales de los astrónomos, pero poco para una estrella.

Lo más fascinante es que si estas reacciones son lo suficientemente eficientes incluso podrían consumir bastante masa como para evitar el colapso para siempre.

La mayor parte de la energía emitida por uno de estos hipotéticos objetos sería en forma de neutrinos, que serían difíciles de detectar. Sin embargo, una pequeña parte de la energía liberada lo sería en forma de luz que podríamos captar y, por tanto, la detección de un objeto así sería posible.

¿Qué apariencia tendría una de estas estrellas? Según estos investigadores no dependería de su núcleo central, donde se dan las reacciones exóticas mencionadas, sino de las capas externas donde se producen los fotones. Aunque se requieren más estudios teóricos para modelar la luminosidad y espectro de esas capas. Estos teóricos están trabajando ya en ese sentido.

Pero podría ser que, al final, estos objetos fueran, otra vez, indistinguibles de una estrella de neutrones.