Objetos extraños, parecidos a estrellas, que actúan como átomos simples y gigantes, pueden estar ocultos en todo el universo y, por primera vez, los investigadores han demostrado cómo podrían formarse estas extrañas estrellas cuánticas.

Si estos objetos existen, podrían ayudar a explicar la materia oscura, lo desconocido que no emite luz y que, sin embargo, constituye el 27 por ciento del universo. También podrían estar detrás de estallidos rápidos y brillantes de ondas de radio cósmicas (FRB) que han confundido a los astrónomos e incluso han despertado los pensamientos de civilizaciones alienígenas.

A diferencia de las estrellas normales, estas llamadas estrellas axion (si existen) no brillan. Son oscuras porque están hechas de partículas hipotéticas llamadas axiones, un candidato principal para la materia oscura. Diferentes teorías predicen que los axiones tienen una amplia gama de masas, pero en general, se espera que sean extremadamente ligeros, tal vez tan pequeños como 10 elevado a la potencia 31 veces más ligeros que un protón.

Crédito: NASA

Estrellas frías y oscuras

Los axiones, si existen, difícilmente interactuarían entre sí, pero si la gravedad puede unirlos, podrían formar una esfera densa con propiedades exóticas a diferencia de las de cualquier otro tipo de estrella. Esto se debe a que los axiones son bosones, una clase de partículas que incluye partículas de luz o fotones.

En la física cuántica, las partículas tienen cantidades discretas de energía, lo que significa que las partículas existen en niveles de energía particulares. Con los bosones, las partículas múltiples pueden estar al mismo nivel de energía simultáneamente, a diferencia de una clase diferente de partículas llamadas fermiones, que incluyen electrones y protones. En una estrella del axión, o, más generalmente, una estrella del bosón, cada axión estaría en el nivel de energía más bajo, lo que significa que toda la estrella tendría el mismo comportamiento cuántico, como si fuera una única partícula gigante.

Este objeto exótico también se conoce como un condensado de Bose-Einstein, un tipo de materia que los físicos crean en los laboratorios de la Tierra al enfriar los átomos hasta casi el cero absoluto. En el laboratorio, estos condensados ​​también pueden formar superfluidos, que fluyen sin fricción.

Anteriormente, algunos físicos dijeron que la gravedad entre los axiones de peso pluma sería demasiado débil para acorralar las partículas en una estrella, dijo el coautor del estudio Dmitry Levkov, físico del Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences.

El estudio científico ha sido publicado en Physical Review Letters.