martes, 1 de septiembre de 2015

ESTRELLAS DE BOSONES

Dentro de todas las categorías posibles en las que se puede clasificar una estrella, las que se suponen estar compuestas por un único elemento, en su mayoría todavía no están confirmadas, pues casi todas ellas están compuestas por una mezcla de elementos.

Muchas estrellas desconocidas para nosotros, sufren una serie de procesos internos que las hacen emitir radiofrecuencias muy específicas y diferenciadas, se acostumbran a utilizar medidores de magnitud, de radio, de UV, de rayos Gamma o espectrógrafos que muestran su composición química para su posterior estudio.

De entre todos los misterios que entraña el universo, hay una serie de estrellas desconcertantes que son las más peculiares de todas y cuyo origen sigue siendo un misterio, solo podemos observar cómo interactúan con su entorno para deducir sus efectos y funciones. Un pequeño listado de estas estrellas extrañas y poco exploradas serían las siguientes:

Estrellas de preones / Estrellas de quarks / Estrellas de bosones / Estrellas de tipo S / Estrella de Wolf-Rayet / Estrellas exóticas / Estrella peculiar / Estrella de Lambda Bootis o las Estrellas Extremas de Helio, son claros ejemplos de los tipos más singulares y densas de estrellas, algunas veces asociadas con agujeros negros.
En esta ocasión describiremos las Estrellas de bosones:

b0s
Una estrella de bosones sería tan densa que podría actuar como el centro de una pequeña galaxia *

La clave para entender la idea tras las estrellas de bosones, es conocer el principio de exclusión de Pauli y el concepto asociado en la presión de degeneración de los electrones (el punto en el cual los electrones se rompen y se deshacen en partículas más pequeñas, pudiendo luego formar “materia degenerada”).

El principio de exclusión de Pauli significa que dos fermiones no pueden estar en el mismo estado. El mismo estado significa mismos números cuánticos y misma posición. Es por ello por lo que dos electrones en el mismo estado orbital atómico, de los cuales existe cierta probabilidad de que estén en el mismo punto espacial, no pueden tener el mismo “espín”, que es una propiedad especial de cada partícula sub-atómica que las hace a cada una diferentes.

Cuando la ultra-densidad de algunas estrellas hace confinar a muchas de estas partículas en un punto, como en el núcleo de una estrella de neutrones o derivada, todas estas circunstancias son llevadas al extremo y cabe la posibilidad de que se produzcan reacciones internas muy peculiares que explicarían los fenómenos que luego vemos por gráficas y que no sabemos explicar su causa.

Tan solo en las estrellas de máxima y extrema densidad, pueden sobrevivir conglomerados materiales compuestos únicamente por Quarks (fermiones) o Bosones,  convirtiéndose así en un tipo de estrella exótica.

particulas


Hay 3 familias de sub-partículas definidas.
 Los que constituyen la materia ordinaria tal y como la conocemos, está siempre compuesta por electrones, quarks-Uquarks-D y neutrinos, que son fermiones.
Los fermiones canalizan su energía e interactúan entre ellos a través de otras partículas más pequeñas y volubles todavía, estos son los Bosones (las 4 fuerzas de la naturaleza) y los hay de 5 tipos reconocidos, que son los siguientes: (sin incluir el Bosón de Higgs y el gravitón por ser hipotéticos)
~ Fotón γ: Tiene carga eléctrica 0 y masa 0. Representa la luz visible y es portador del electromagnetismo, actúa sobre partículas cargadas eléctricamente y su alcance es ilimitado.
~ Bosón Z: Tiene carga eléctrica 0 y masa de 91 GeV. 
Es uno de los mediadores de la interacción débil, no altera la identidad de las partículas pero posee cualidades radioactivas, su escala de tamaño es de 10^-18metros.
~ Bosón W+ / W- : Tienen carga eléctrica +1 ó -1 y masa de 80,4 GeV. 
Son mediadores de la interacción débil, modifican el “sabor” de las partículas y su escala es de 10^-18metros.
~ Gluones γ: Existen un total de hasta 8 especies de gluones γ. Tienen carga eléctrica 0 y masa de 91 GeV.
Son los portadores de la interacción fuerte, actúan sobre los quarks y otros gluones dando origen a protones, neutrones y formando con ellos los núcleos atómicos. 
Su escala es sumamente pequeño, de 10^-18metros.
 Las diferentes mezclas entre los distintos tipos de gluones, pueden llegar a formar algún tipo de compuesto material volátil inusual.
boson
Si nos imaginásemos una estrella tan extremadamente densa y rara que estuviese compuesta de bosones, la densidad de partículas por espacio sería tan grande que algunas de ellas podrían sufrir “mutaciones” y formar nuevos compuestos materiales teóricos, como es el caso de la partícula teórica llamada Preón.
Una estrella de preones y una estrella de bosones, tendrían casi las mismas características.
Tendría una enorme densidad de partículas, por lo que produce una gravedad tan grande capaz de generar pequeñas galaxias a su entorno.

 Ésta súper-gravedad, lo atraería todo, pero NO hacia un horizonte de sucesos. “donde todo lo que entra no sale”, pues no es un agujero negro.
 Las estrellas de Quarks producen un fenómeno de repulsión de materia justo antes del límite que separa la zona de absorción (parecido a una ventosa), por lo que se producen un disco de acreción. En las estrellas de bosones también ocurriría. (Diferenciar entre “horizonte de sucesos” y “disco de acreción” es importante)
 La desintegración de partículas a consecuencia de las enormes presiones, harían que se desintegrasen los fotones que produce, por lo que no emiten luz natural. (Recordamos que desde que nace un fotón en el Sol hasta que sale, pueden pasar cientos de miles o millones de años, en este tipo de estrellas tan densas, “morirían” antes de salir a la superficie)
 Líneas muy irregulares en la emisión de radio y rayos Gamma.
 Estrellas masivas atraídas por su efecto. (Innumerables estrellas binarias están compuestas por algún tipo de agente desconocido)
 Son detectables gracias a la ayuda de lentes gravitacionales, algunas veces, son ellas mismas las propias causantes de la distorsión espacio-temporal.

2
1
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* Comportamiento de la materia frente a los “objetos” más densos del universo, los agujeros negros, también aplicable a las estrellas exóticas. 
Se predice que las estrellas de bosones o preones poseerían densidades del orden de 10^20 g/cm3, una densidad intermedia entre las estrellas de quarks y los agujeros negros.

 Las densidades son tan gigantescas que una estrella de preones que tuviera la masa de la Tierra, tendría el tamaño de una pelota de tenis.

Esta clase de objetos podrían ser detectados, en principio, mediante lentes gravitacionales o con emisiones esporádicas de rayos gamma.

 La existencia de las estrellas de preones podría explicar algunas incongruencias observacionales que actualmente se solucionan mediante la hipótesis de la materia oscura.