Por Mariano Ribas

Es probable que muy pronto haya que agregar un nueva hojita al episodio final de la evolución de las estrellas. Hasta ahora parecía que sólo había tres formas de cadáveres estelares -enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros- pero los astrónomos ya están barajando otra: las estrellas de quarks, cuerpos increíblemente densos que han ido más allá de la etapa de estrellas de neutrones, convirtiéndose, literalemente, en bolas de quarks.

Estrellas grandes de muerte rápida

Las estrellas empiezan a morir cuando agotan las reservas de hidrógeno de sus núcleos. Las más grandes, curiosamente, son las que menos viven, porque queman su combustible a un ritmo infernal. Así, apenas arañan los diez millones de años. Las más chicas, como el Sol, pueden durar sin problemas varios miles de millones de años. En todos los casos, más tarde o más temprano, una vez que han convertido el hidrógeno de sus corazones en helio, las estrellas comienzan a inflarse: sus capas más externas se enfrían y se expanden hacia afuera. Mientras, en el centro, la presión todavía alcanza para quemar el helio y convertirlo en carbono y oxígeno. Pero las estrellas como el Sol no llegan mucho más lejos. Y al final, en sus centros queda un remanente muy denso -una cucharadita pesaría una tonelada- que con el tiempo se irá apagando: una enana blanca. Y a su alrededor quedará una “nebulosa planetaria”, una enorme, tenue y colorida cáscara de gas en expansión.

Muertes violentas

Las estrellas gigantes terminan sus vidas a lo grande. Como son más masivas, su presión les alcanza para continuar quemando elementos más pesados en sus núcleos. Y de esa forma continúan brillando, y aguantando con su radiación central (que “hace fuerza” hacia afuera) el peso de sus capas externas. Pero todo tiene su límite: llega un momento en que el núcleo se convierte en una esfera de átomos de hierro y la presión externa ya no alcanza para continuar la combustión. Entonces, en un instante, todas la estrella se derrumba sobre sí misma, el núcleo es comprimido al máximo, aguanta, y se produce un “rebote” hacia afuera: la estrella explota espectacularmente, desparramando por el espacio buena parte de su materia. Es una supernova. La bestial presión soportada por el núcleo obliga a la degeneración de la materia: los electrones y los protones se funden en neutrones. Entonces se forma una esferita de unos 20 kilómetros de diámetro, con una densidad pavorosa: es una estrella de neutrones. Su materia está tan comprimida que una sola cucharadita pesaría lo mismo que una montaña. Cuando la estrella es todavía más grande, el peso de las capas más exteriores es tal que el núcleo no aguanta el derrumbe final. Y toda la materia colapsa hasta límites increíbles, formando un agujero negro: un objeto pequeñísimo de una densidad inimaginable, tanto que su colosal fuerza de gravedad atrae todo tipo de radiación, incluso la luz, haciéndolos invisibles.

Bolas de quarks

Hasta aquí la historia conocida. Pero a la luz de una serie de investigaciones recientes, parecería que hay que revisar cierta parte del relato. A medida que el núcleo de una estrella gigante agonizante se va comprimiendo para formar una estrella de neutrones, comienza a girar cada vez más rápido. Esa estrella de neutrones continuará su veloz rotación y, al mismo tiempo, emitirá pulsos de luz y radio en forma de haces: por eso se llama púlsar. Hasta ahora se pensaba que los púlsars marcaban una etapa final, y sin embargo, parece que no. Hace poco, un grupo de astrónomos norteamericanos se puso a estudiar y modelar la posible evolución de un púlsar. Parece que a medida que un púlsar gira, derrama energía y momento angular en forma de emisiones de radio y un “viento” particular. Y eso provocaría que la estrella se contraiga aún más. Al aumentar la presión, los neutrones que la forman comenzarían a fundirse en quarks, los componentes más simples de la materia. Con el tiempo, la estrella de neutrones se convertiría en una estrella de quarks, o simplemente, una estrella “Q”.

¿Cómo detectarlas?

Hasta ahora las estrellas de quarks son prolijos modelos de laboratorio, y por eso, antes de incluirlas oficialmente en el catálogo de especies estelares, hay que verlas. O detectarlas de alguna forma, directa o indirecta. No es tan fácil, pero tampoco es tan difícil: se sabe que durante la transformación de púlsar a estrella Q, se producirían notables cambios en la velocidad de rotación del objeto. Más aún, distintos estudios teóricos demostrarían que las Q podrían emitir de 10 a 100 veces más energía en rayos X que sus primas hechas de neutrones. Por eso, los astrónomos están buscando objetos pequeños y supermasivos que reúnan estos requisitos. Y ya encontraron algo: es una cosa que previamente estaba catalogada como agujero negro, pero no lo es. Se llama -por decirlo de algún modo- 1E1740.7-2942, y es una buena candidata. Pero sólo eso.

Ahora la mira está puesta en los 700 púlsars conocidos, porque se sospecha que tal vez el 10 por ciento de ellos estén en camino de convertirse en bolas de quarks. O sea: habría unas 70 estrellas de quarks esperando pacientemente su turno para ser descubiertas por los astrónomos de la Tierra. Sólo falta esperar el día del primer hallazgo: cuando la primera estrella Q inaugure una nueva sección del registro de especies cósmicas.