Montaje de la simulación por computadora de dos estrellas de neutrones fusionadas que se fusiona con una imagen de colisiones de iones pesados para resaltar la conexión de la astrofísica con la física nuclear. Crédito:Lukas R. Weih &Luciano Rezzolla (Universidad Goethe de Frankfurt) (mitad derecha de la imagen de cms.cern)
Las estrellas de neutrones se encuentran entre los objetos más densos del universo. Si nuestro sol con su radio de 700, 000 kilómetros eran una estrella de neutrones, su masa se condensaría en una esfera casi perfecta con un radio de alrededor de 12 kilómetros. Cuando dos estrellas de neutrones chocan y se fusionan en una estrella de neutrones hipermasiva, la materia en el núcleo del nuevo objeto se vuelve increíblemente caliente y densa. Según cálculos físicos, estas condiciones podrían resultar en hadrones como neutrones y protones, que son las partículas que normalmente se encuentran en nuestra experiencia diaria, disolviéndose en sus componentes de quarks y gluones y produciendo así un plasma de quarks-gluones.
En 2017 se descubrió por primera vez que las estrellas de neutrones fusionadas envían una señal de onda gravitacional que se puede detectar en la Tierra. La señal no solo proporciona información sobre la naturaleza de la gravedad, pero también sobre el comportamiento de la materia en condiciones extremas. Cuando estas ondas gravitacionales se descubrieron por primera vez en 2017, sin embargo, no se registraron más allá del punto de fusión.
Aquí es donde comienza el trabajo de los físicos de Frankfurt. Simularon la fusión de estrellas de neutrones y el producto de la fusión para explorar las condiciones bajo las cuales se produciría una transición de hadrones a un plasma de quark-gluones y cómo esto afectaría a la onda gravitacional correspondiente. El resultado:en un específico, Fase tardía de la vida del objeto fusionado tuvo lugar una transición de fase al plasma de quark-gluón y dejó una firma clara y característica en la señal de la onda gravitacional.
El profesor Luciano Rezzolla de la Universidad Goethe está convencido:"En comparación con simulaciones anteriores, hemos descubierto una nueva firma en las ondas gravitacionales que es significativamente más clara de detectar. Si esta firma ocurre en las ondas gravitacionales que recibiremos de futuras fusiones de estrellas de neutrones, tendríamos una clara evidencia de la creación de plasma de quark-gluón en el universo actual ".
