Nueva partícula nacida dentro de estrellas enanas blancas de helio, dicen los físicos

Las estrellas enanas blancas son brasas incandescentes, los restos de pequeñas estrellas que se han quedado sin combustible para arder. La mayoría de las enanas blancas son trozos calientes de carbón vegetal que irradian gradualmente su calor al espacio. Pero algunos están hechos de helio y son estos los que veremos hoy.

Debido a que no generan calor propio, las enanas blancas eventualmente se volverán tan frías que deberían dejar de emitir cantidades significativas de calor y luz. Pero este proceso de enfriamiento lleva siglos, mucho más incluso que la edad del universo, por lo que aún no se cree que existan las llamadas enanas negras.

La velocidad precisa a la que se enfrían las enanas blancas depende de su estructura interna. Eso se entiende bastante bien para las enanas blancas vainilla. Pero el sabor a helio guarda algunas sorpresas.

La visión convencional es que el helio a alta presión forma un plasma de núcleos en un mar de electrones. Cuando la presión aumenta, los núcleos se ordenan formando un cristal. Las propiedades de este cristal de helio determinan la rapidez con la que se enfría la estrella.

Recientemente, sin embargo, los astrofísicos han señalado que el helio también puede formar un condensado de Bose-Einstein. La pregunta que investigan Paulo Bedaque de la Universidad de Maryland en College Park y algunos amigos es cómo la presencia de tal condensado podría afectar las propiedades de la estrella.

Resulta que los condensados ​​de helio tienen un comportamiento extraordinariamente rico en el que se pueden formar varios tipos de cuasipartículas. Estas cuasipartículas son esencialmente excitaciones cuantificadas en el condensado y han sido bien estudiadas para condensados ​​ordinarios.

Debido a que estas cuasipartículas transportan energía a través y fuera de un condensado, reducen su calor específico.

Lo que Bedaque y compañía han encontrado es una cuasipartícula completamente nueva que emerge en enanas blancas de helio debido a las restricciones adicionales sobre el comportamiento del condensado en el centro de un objeto tan denso.

Esta cuasipartícula, dicen, reduce el calor específico del núcleo de la enana blanca en dos órdenes de magnitud en comparación con un núcleo cristalino.

Las consecuencias no son difíciles de comprender. El calor específico más bajo significa que las enanas blancas de helio deberían enfriarse significativamente más rápido de lo que se pensaba anteriormente. De hecho, Bedaque y compañía sugieren que este enfriamiento más rápido debería ser detectable.

Resulta que existe una anomalía conocida en las temperaturas de las enanas blancas de helio. Hace un par de años, los astrónomos encontraron un grupo de enanas blancas de helio en un cúmulo globular a unos pocos miles de años luz de aquí.

Grafique la temperatura y la magnitud de las enanas blancas y los astrónomos generalmente encuentran que la secuencia de estrellas se vuelve más fría y menos brillante hasta que ya no son visibles para cualquier telescopio que estén usando.

Pero con estas enanas blancas de helio, los astrónomos vieron algo más: la secuencia terminó muy por encima del límite de magnitud de las observaciones (que se hicieron con el Hubble). Por alguna razón, las estrellas más oscuras, frías y antiguas no están donde se supone que deben estar

Nadie sabe por qué, pero la nueva cuasipartícula y el enfriamiento que provoca, plantea una posibilidad. Quizás las enanas blancas de helio atraviesan algún tipo de transición interna a medida que envejecen, lo que hace que se enfríen repentinamente mucho más rápido de lo esperado. Es por eso que las estrellas más viejas y frías no siguen el patrón habitual de enfriamiento.

Por el momento, eso es solo una suposición. Bedaque y compañía dicen que se necesita mucho más modelado para comprender completamente cómo podría funcionar todo esto. También ayudarían más datos sobre las enanas blancas de helio reales.

Parece que les esperan unos meses interesantes a estos muchachos.

Ref: arxiv.org/abs/1111.1343 : Enanas blancas de condensado nuclear y helio

esconder