Nueva teoría sobre las graviestrellas

Las graviestrellas, también denominadas gravastares y estrellas condensadas gravitatorias, podrían ser, si existen, sumamente exóticas. Algunas se percibirían como un astro encerrado dentro de una réplica más grande de ese astro, a moda de matrioska o muñeca rusa. Además, podrían ser una alternativa a los agujeros negros…

El interior de los agujeros negros sigue siendo un enigma para la ciencia. En 1916, el físico alemán Karl Schwarzschild esbozó una solución a las ecuaciones de la relatividad general de Albert Einstein, según la cual el centro de un agujero negro consiste en la llamada singularidad, un punto en el que el espacio y el tiempo dejan de existir. En este punto, según la teoría, dejan de aplicarse todas las leyes físicas, incluida la teoría general de la relatividad de Einstein; el principio de causalidad queda suspendido. Es una idea radical, que cuesta de asimilar dentro del concepto que suele tenerse de la ciencia. Esta podría ser una razón por la que la solución de Schwarzschild atrajo poca atención fuera del ámbito teórico durante mucho tiempo, es decir, hasta que se descubrió el primer candidato a agujero negro en 1971, seguido de los hallazgos de bastantes otros en la década de 1990, luego por el descubrimiento del agujero negro en el centro de nuestra Vía Láctea en la década de 2000 y, finalmente, la primera imagen de un agujero negro, captada por el EHT (Event Horizon Telescope) en 2019.

En 2001, Pawel Mazur y Emil Mottola propusieron una solución diferente a las ecuaciones de campo de Einstein, que dio lugar a objetos que denominaron estrellas condensadas gravitatorias, o gravastares (graviestrellas). A diferencia de los agujeros negros, las graviestrellas presentan varias ventajas desde el punto de vista de la aceptación en la astrofísica teórica. Por un lado, son casi tan compactos como los agujeros negros y también presentan una gravedad en su superficie que es esencialmente tan fuerte como la de un agujero negro, por lo que se asemejan a un agujero negro a efectos prácticos. Por otro lado, las graviestrellas no tienen horizonte de sucesos, es decir, una frontera desde la que no se puede enviar información, y su núcleo no contiene una singularidad. Ahora bien, el centro de las graviestrellas está formado por una energía exótica (oscura) que ejerce una presión negativa contra la enorme fuerza gravitatoria que comprime la estrella. La superficie de las graviestrellas está representada por una delgadísima piel de materia ordinaria, cuyo espesor se aproxima a cero.

Los físicos teóricos Daniel Jampolski y Luciano Rezzolla, de la Universidad Goethe en Fráncfort, Alemania, han presentado ahora una solución a las ecuaciones de campo de la relatividad general que describe la existencia de una graviestrella dentro de otra graviestrella. Este singular astro sería como una muñeca rusa.

Según el nuevo estudio, algunas graviestrellas podrían tener una estructura parecida a la de una matrioska o muñeca rusa. (Foto: Daniel Jampolski / Luciano Rezzolla / Goethe University Frankfurt)

Luciano Rezzolla, catedrático de Astrofísica Teórica de la Universidad Goethe, explica: "Es fantástico que, incluso cien años después de que Schwarzschild presentara su primera solución a las ecuaciones de campo de Einstein a partir de la teoría general de la relatividad, todavía sea posible encontrar nuevas soluciones. Es un poco como encontrar una moneda de oro a lo largo de un camino que ya ha sido explorado por muchos otros antes. Por desgracia, aún no tenemos ni idea de cómo podría crearse un gravastar de este tipo. Pero aunque estos conjuntos de gravastares uno dentro de otro no existan, explorar las propiedades matemáticas de estas soluciones nos ayuda en última instancia a comprender mejor los agujeros negros".

El estudio se titula “Nested solutions of gravitational condensate stars”. Y se ha publicado en la revista académica Classical and Quantum Gravity. (Fuente: NCYT de Amazings)