Astrónomos chinos han encontrado varios exoplanetas en órbitas alrededor de púlsares y enanas blancas, que pueden resultar objetos hechos de quarks. Esta forma hipotética de la materia puede ser estable y muy duradera, lo que permite que tales cuerpos resistan altas cargas de marea y no colapsen, a pesar de las trayectorias cercanas a los restos estelares. El estudio fue publicado en arXiv.

Materia extraña

La forma de materia más densa conocida es el interior de las estrellas de neutrones. En este estado, la materia está empaquetada, según diversas estimaciones, varias veces más densa que en los núcleos atómicos: su densidad supera los 3×1017 kilogramos por metro cúbico.

Sin embargo, se desconocen las propiedades exactas de la materia en el interior de las estrellas de neutrones. Generalmente se cree que hay una mezcla de partículas con una fracción predominante de neutrones, pero hay otras ideas. En particular, los teóricos han presentado modelos en los cuales, en los centros de tales cuerpos, la materia está representada predominantemente por piones u otras partículas.

Según una de estas hipótesis, el estado más estable de la materia a presiones extremadamente altas y energías relativamente bajas es la materia de quark. En este caso, en los núcleos de las estrellas de neutrones, los hadrones (protones y neutrones) pueden destruirse y, en cambio, la sustancia estará representada por hiperones, bariones, bosones o incluso quarks libres.

Dado que las estrellas de neutrones son los objetos más extremos de la materia ordinaria, es en los fenómenos asociados con ellas que se propone buscar el estado fundamental de la materia superdensa.

Candidatos bajo mucha presión

El trabajo de los astrofísicos fue dirigido por Hang Gong de la Academia de Ciencias de China y describe la idea de encontrar esta forma de materia, además presenta una lista de 11 objetos que se ajustan al criterio formulado. La idea de los científicos no es analizar las propiedades de las estrellas, sino buscar planetas extremos en las órbitas a su alrededor: en teoría, también pueden consistir en materia de quarks.

Los investigadores escriben que la densidad de los planetas rocosos apenas puede superar los 30 mil kilogramos por metro cúbico, por lo que no podrían formarse a distancias tan cercanas a estrellas compactas ya que las fuerzas de marea los destruirían. Si existen tales planetas, pueden consistir de una sustancia diferente a otros objetos similares.

Según los cálculos de los autores, los planetas de piedra no pueden existir en órbitas con un radio de menos de 560 mil kilómetros o, de manera equivalente, con un período orbital de menos de 6.1 mil segundos.

Sin embargo, resultó que los cuatro planetas de los púlsares (XTE J1807-294 b, XTE J1751-305 b, PSR 0636 b, PSR J1807-2459A b) satisfacen completamente este criterio, y dos más (PSR J1719 + 14 by PSR J2051 -0827 b) no lo alcanzan por solo un poco. Además, 5 planetas en enanas blancas (GP Com b, V396 Hya b, J1433 b, WD 0137-349 b, y SDSS J1411 + 2009 b) resultaron tener parámetros adecuados o cercanos.

Ondas gravitacionales

Los científicos proporcionan una visión general de las posibles formas de comprender la estructura de estos objetos y creen que la mejor forma de encontrarlos es con ondas gravitacionales.

El análisis anterior muestra que la señal gravitacional de los tres sistemas se puede extraer de los datos de las antenas LIGO utilizando el procesamiento de datos para el año de observaciones. Si estos planetas caen sobre las estrellas, entonces su señal será claramente distinguible y, en su forma, también se puede decir mucho sobre la estructura interna.

Anteriormente se informó que los científicos encontraron la estrella de neutrones más masiva, registraron el enfriamiento de una estrella de neutrones usando neutrinos y demostraron la participación de fusiones de estrellas de neutrones en explosiones cortas de rayos gamma.

Fuente: nmas1.org