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Estudiando las entrañas de estrellas frías

Reyna Alejandra Fonseca Velázquez
28/jun/2017

Muchas de las estrellas que podemos observar, si hay suerte de tener un cielo despejado, tienen los días contados.

Cuando el combustible nuclear que las mantiene vivas (hidrógeno, helio u otros elementos más pesados) se termina, ya no pueden llevarse a cabo las reacciones de fusión nuclear que hacen que una estrella se mantenga joven, vital y cálida. Es entonces cuando muere y se convierte en un objeto compacto suspendido en el espacio, que es de altísimo interés para científicos en México y el mundo.

Daryel Manreza Paret, quien realiza una estancia posdoctoral en el Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM (ICN) junto con Alejandro Ayala, investigador del ICN, afirmó que a través del estudio de los remanentes que quedan tras la muerte de las estrellas, conocidos como objetos compactos, se pueden encontrar pistas del comportamiento de la materia bajo condiciones extremas: altas densidades y grandes campos magnéticos.

Manreza, quien presentó parte de su trabajo en el Seminario de Estudiantes del Instituto de Física (IF) el pasado lunes 3 de abril, estudia objetos compactos desde la licenciatura y ahora continúa haciéndolo en su estancia posdoctoral en el ICN.



Daryel Manreza Paret en su presentación en el IF. Foto: Pedro Zaldívar.

Su objetivo ahí ha sido modelar enanas blancas y estrellas de neutrones, objetos compactos formados a partir de estrellas que han concluido con su ciclo vital; si la estrella que muere posee de 1 a 8 veces la masa del sol terminará siendo una enana blanca, pero si su masa es mayor a 8 veces la masa del sol, se convertirá en una estrella de neutrones.

De hecho, las estrellas también tienen la posibilidad de convertirse en agujeros negros al morir si se da el caso de que tengan más de 20 veces la masa del sol.

¿Para qué estudiar objetos compactos? Lo principal “es comprender la física involucrada porque lo que ocurre en ellos está directamente relacionado con el comportamiento de la materia altamente densa o bajo la acción de grandes campos”, ya sean magnéticos, gravitacionales o ambos, dice a Noticias IFUNAM Daryel Manreza.

“Si podemos entender eso, tal vez podamos comprender mejor cómo se comporta la materia en estos estados tan extremos” y aplicarlo al diseño de contenedores mucho más aptos para aguantar las altas energías que se manejan en los reactores nucleares de fisión que entre sus funciones se encuentra la generación de energía eléctrica limpia, por sus bajas emisiones contaminantes emitidas a la atmósfera.

Hasta ahora se han realizado muchos estudios acerca de estrellas de neutrones y enanas blancas, incluido el efecto de los campos magnéticos en las partículas que las conforman. Sin embargo, en su modelo Manreza consideró campos magnéticos vistos desde la teoría cuántica de campos, con la que aplica los principios de la mecánica cuántica y los postulados de la relatividad especial para dar una descripción mucho más realista del efecto que tiene un campo magnético en las partículas que conforman a los objetos compactos.

El modelo de Manreza resulta ser bastante preciso en la obtención teórica de las masas de las estrellas, comparado con modelos anteriores. Las masas que él obtiene con su modelo se corresponden muy bien con las que los astrónomos han medido en sus observaciones; aunque los valores de las masas eran mayores a los esperados, en su modelo Manreza describe bien el porqué de estos valores; un campo magnético intenso permite que las enanas blancas y estrellas de neutrones posean una masa más grande de la que tendrían sin la presencia del campo magnético.

“Las estrellas de neutrones y las enanas blancas son laboratorios naturales donde podemos probar nuevas teorías y nuevos modelos del comportamiento de la materia a alta densidad”, pues una buena teoría puede ser comprobada por medio de las observaciones que se tenga de los objetos compactos. A través de sus cálculos, el joven investigador aporta un grano de arena en la comprensión de esta parte de la física.

Entre sus proyectos a futuro está tratar de explicar la hipótesis de que el espacio-tiempo es discreto por medio del estudio de los parámetros medidos en las estrellas de neutrones, “lo que vamos a obtener son cotas para ciertos valores de parámetros que describen la discretez del espacio-tiempo”, con ello se sabría si el campo es discreto o no.



Daryel Manreza Paret en su presentación en el IF. Foto: Pedro Zaldívar.