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    ¿Hay alguna forma de detectar estrellas de quarks extrañas aunque parezcan enanas blancas?

    Estrella de neutrones contra estrella de quark. Crédito:CXC / M. Weiss

    La materia se construye alrededor de quarks, formando los núcleos de los átomos y moléculas. Si bien hay seis tipos de quarks, la materia regular contiene solo dos:quarks up y quarks down. Los protones contienen dos altibajos, mientras que los neutrones contienen dos bajas y una arriba. En la tierra, los otros cuatro tipos solo se ven cuando se crean en aceleradores de partículas. Pero algunos de ellos también podrían aparecer de forma natural en objetos densos como las estrellas de neutrones.

    El modelo estándar para las estrellas de neutrones sostiene que los neutrones permanecen en gran parte intactos dentro de su interior. Por lo tanto, una estrella de neutrones es como un enorme núcleo atómico que se mantiene unido por la gravedad en lugar de la fuerte fuerza nuclear. Pero los astrónomos no comprenden completamente cómo interactúan los neutrones a temperaturas y densidades extremas. Es posible que dentro de una estrella de neutrones, los neutrones se descomponen en una sopa de quarks, formando lo que se conoce como estrella de quark. Las estrellas de quarks se verían como estrellas de neutrones pero serían un poco más pequeñas.

    Si existen estrellas de quarks, entonces es posible que los quarks up y down de alta energía puedan colisionar para crear quarks extraños. Los quarks extraños son mucho más pesados ​​que los quarks up and down, por lo que tenderían a formar un nuevo tipo de nucleón conocido como strangelets. Un simple extraño consistiría en un up, abajo y un extraño quark. Debido a que los extraños son mucho más densos que los protones y neutrones, el contacto entre los dos rompería los protones y neutrones para crear más extraños. Esencialmente, si materia extraña entra en contacto con materia regular, no tarda mucho en convertirse en materia extraña. Podrías tener de todo, desde estrellas extrañas hasta planetas extraños.

    Los quarks extraños pueden aparecer en nucleones regulares. Crédito:APS / Alan Stonebraker

    Si bien la materia extraña es una idea interesante, no es muy popular. Para empezar, si se forma materia extraña de quarks en algunas estrellas de neutrones, debe formarse en todos ellos, provocando su colapso. Pero vemos muchas estrellas de neutrones que son demasiado grandes para ser quarks extraños. También está el hecho de que pueden aparecer quarks extraños dentro de protones y neutrones regulares. Por ejemplo, aunque un protón está formado por dos quarks up y un quark down, eso es realmente solo un promedio. Las fluctuaciones cuánticas significan que los quarks extraños pueden aparecer durante cortos períodos de tiempo. Pero no son estables y no convierten los nucleones en materia extraña. Entonces, si existe materia extraña, es probable que solo exista en grandes objetos densos.

    Todavía, vale la pena buscar objetos de materia extraña en el universo, y recientemente, un estudio ha encontrado algunos candidatos. El estudio buscó un tipo de objeto conocido como enanos extraños. Estos objetos hipotéticos tienen una masa similar a una enana blanca, pero en lugar de estar hecho de materia regular en un estado degenerado, están hechos de extraña materia de quarks. Como resultado, serían mucho más pequeños que las enanas blancas.

    Para encontrar estos objetos, el equipo analizó datos de la base de datos de la enana blanca de Montreal (MWDD), que tiene datos sobre más de 50, 000 enanas blancas. Por unos 40, 000 de ellos, la base de datos enumera tanto la masa como la gravedad superficial de las enanas blancas. La masa de una enana blanca se puede determinar mediante el desplazamiento Doppler de su luz mientras orbita una estrella compañera o mediante lentes gravitacionales. mientras que la gravedad de la superficie se puede medir por el corrimiento al rojo gravitacional de su luz.

    Si conoce la masa y la gravedad superficial de una estrella, puede calcular fácilmente su radio. El equipo hizo esto y luego comparó los resultados con la relación de masa y radio de las enanas blancas. La mayoría siguió la relación, pero ocho de las estrellas no lo hicieron. Eran mucho más pequeños en tamaño y coincidían con las predicciones para un quark enano.

    Los datos de este trabajo no son lo suficientemente sólidos para probar que estos objetos son enanos extraños, pero vale la pena estudiarlos más a fondo. Algo extraño en ellos y sería bueno determinar si eso se debe a quarks extraños o algo más.


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