Lo que podría denominar en este momento como una sopa de materia de quark dentro de estrellas de neutrones, es lo que descubrieron investigadores de la Universidad de Helsinki, liderados por la estudiante doctoral Eemeli Annala del Department of Physics and Helsinki Institute of Physics.
En pocas palabras la teoría que explica la fuerza nuclear fuerte – la cromodinámica cuántica – predice que a densidades de energías suficientemente altas la materia nuclear hadrónica sufre una transición de desconfinamiento a una nueva fase de qurark y glunones. Aunque esto se ha observado con colisiones en iones pesados ultrarelativistas, actualmente existe una pregunta abierta y es si existe materia quark dentro de las estrellas de neutrones.
Es importante aclarar que las estrellas de neutrones es el remanente del colapso estelar gravitacional de estrellas súpergigantes o súpermasivas que después de agotar su combustible nuclear – entre el hidrógeno y el helio – y explotar en forma de supernova, terminan mayormente compuestas de neutrones y un núcleo de hierro en cuyo interior quedan protones, electrones, piones y kaones. Resumidamente las estrellas de neutrones tienen una temperatura extremadamente alta y tienden a un mayor colapso a través de la presión de degeneración cuántica, esto ocurre con el comportamiento de la materia en la naturaleza y que es traducido en el principio de exclusión de Pauli.
Para no seguir aburriendo con el asunto, en el estudio se logro combinar observaciones astrofísicas y cálculos teóricos ab initio de una manera independiente del modelo, se logro encontrar que las propiedades inferidas de la materia en los núcleos de estrellas de neutrones con masa correspondiente a 1.4 masas solares (M⊙) son compatibles con los cálculos de modelos nucleares. Sin embargo, la materia en el interior de estrellas de neutrones estables súpermasivas exhiben características de la fase desconfinada, que interpretamos como evidencia de la presencia de núcleos de materia de quarks. Para las estrellas de neutrones más pesadas observadas de manera confiable con masa M ≈ 2M⊙, se encuentra que la presencia de materia de quarks está relacionada con el comportamiento de la velocidad del sonido cs en una fuerte interacción con la materia. Si el limite conforme c2s≤1/3 ( recordemos que c2s es la velocidad del sonido al cuadrado) no se viola con fuerza, se predice que las estrellas de neutrones masivas tendrán núcleos de materia de quarks considerables.
Este hallazgo tiene importantes implicaciones para la fenomenología de las estrellas de neutrones y afecta la dinámica de las fusiones de estrellas de neutrones con al menos un participante suficientemente masivo. También dan que hacer en el tema de la cromodinámica cuántica.
En fin brindemos por la materia de quark.
Articulo de Nature Evidence for quark-matter cores in massive neutron stars