¿Qué es una Estrella de Preones?


Una estrella de preones es una hipotética estrella compacta formada por preones, unas partículas subatómicas teóricas que compondrían los quarks y leptones. Se trata de uno de los cuerpos teóricos más pesados del universo. Se predice que las estrellas de preones poseerían enormes densidades, del orden de 1020 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 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. Las estrellas de preones se originarían a causa de explosiones de supernova o en el big bang, aunque sería bastante complicado explicar la formación de estos objetos tan pesados y compactos.

Sin embargo, las observaciones actuales de los aceleradores de partículas hablan en contra de la existencia de preones, o al menos no dan prioridad a su investigación, ya que, el único detector de partículas actualmente capaz de explorar energías muy altas (el gran colisionador de hadrones) no está diseñado específicamente para esto y su programa de investigación se dirige hacia otras áreas como el bosón de Higgs, el plasma de quarks-gluones y pruebas relacionadas con la física más allá del Modelo Estándar.

En la relatividad general, si la estrella colapsa a un tamaño más pequeño que su radio de Schwarzschild, un horizonte de sucesos existirá en ese radio y la estrella se convertiría en un agujero negro. Así, el tamaño de una estrella de preones puede variar alrededor de 1 metro con una masa absoluta de 100 tierras al tamaño de un guisante con una masa aproximadamente igual a la de la Luna.

Comparación con otros objetos estelares
Si existen, la frecuencia del modo propio para las oscilaciones radiales de una estrella de preones será 106 mayor que la de una estrella de neutrones. Como el radio seria aproximadamente 105 más pequeño que el radio de una estrella de neutrones, si el sonido viaja a través de los preones a la misma velocidad que los neutrones, entonces la frecuencia aumentará en 105, dando frecuencias de GHz. Si el sonido viaja más rápido en preones que en neutrones, la frecuencia no puede exceder
incluso si se acerca a la velocidad de la luz.

La existencia de preones podría explicar los rayos cósmicos de energía ultraalta, ya que ningún tipo conocido de estrella u objeto puede proyectar rayos cósmicos con tanta energía como ellos, llegando a los 1021 eV. La posibilidad de un colapso de una estrella masiva y, siendo demasiado inestable para colapsar solo a una estrella de púlsar, colapsando completamente a una estrella de preones de púlsar con un radio de un metro y una masa de 100 tierras, permitiría rendimientos de púlsar de hasta , que sería más que suficiente para un rayo cósmico de energía ultraalta. Se cree que cualquier estrella de preones por debajo de la masa máxima sería estable.

Si existen los preones, ellos y, por extensión, las estrellas de preones, no realizarían la nucleosíntesis. Estas estrellas tampoco emitirían radiación de Hawking. Se cree que una estrella de preones tendría un gran campo magnético y una rotación rápida.

Teoría y evidencia
Una de las razones por las que la teoría de las estrellas de preones tiene tan pocos patrocinadores es que la existencia de preones contradiría no solo la teoría del bosón de Higgs, sino también el Modelo Estándar de Física.

Como el CERN confirmó tentativamente el bosón de Higgs, la teoría que prevalece actualmente es que la existencia de los preones es imposible. Los dos métodos que se utilizan para tratar de encontrar preones: femtólente gravitacional y búsqueda de ondas gravitacionales, hasta ahora no han dado resultado.

Los preones, si existen, serán imposibles de crear incluso con el Gran Colisionador de Hadrones, ya que requeriría condiciones similares a las del Big Bang.

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