¿Existen las estrellas de antimateria?
La hipótesis sobre la existencia de estrellas constituidas por antimateria, aparecida a raíz de los datos de AMS, sigue sobre la mesa.
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El Universo no es perfecto, si fuera perfecto hubiera habido la misma cantidad de materia que de antimateria y todas las partículas se hubieran aniquilado entre sí. Entonces el Universo estaría formado solamente por una mar de fotones.
Los físicos creen que si hay materia alrededor de nosotros es porque hubo una pequeña asimetría entre materia y antimateria, prevaleciendo la primera sobre la segunda y generándose una inmensa cantidad de fotones tras la aniquilación del abundante resto. Hasta ahora, en la física de altas energía se han encontrado ciertas violaciones de simetría que pueden dar cuenta de parte de exceso de materia sobre antimateria, pero no de todo.
En todo caso, el la época presente ya no habría antimateria en el Universo. Eso sí, los físicos producen regularmente partículas de antimateria en sus experimentos y en los proceso de alta energía del Cosmos se puede generar alguna. Lo que es más difícil de producir es antinúcleos o antiátomos. Por vía artificial es posible, pero es casi imposible que se generen por métodos naturales. Si hay antiátomos naturales deben de estar ahí desde el principio, aunque no haya manera de explicar cómo se separó la antimateria de la materia para que no se aniquilaran entre sí.
A medida que aumentamos el tamaño de un núcleo se vuelve cada vez más difícil que se genere a partir de antipartículas. Esto significa que es cada vez más raro que ocurra, aunque la física lo permita. Es decir, la probabilidad de algo así se reduce exponencialmente según aumenta el número de nucleones. Un antiprotón (un núcleo de antihidrógeno) es relativamente fácil de formar, pero cualquier cosa más pesada, como el antideuterio (un antiprotón y un antineutrón) o el antihelio (dos antiprotones y uno o dos antineutrones) es extremadamente difícil de generar. A medida que el núcleo se vuelve más masivo más imposible se hace.
Es por esto que los físicos están desconcertados desde que en 2018 se anunció que el experimento del Espectrómetro Magnético Alfa (AMS), montado en el exterior de la Estación Espacial Internacional, podría haber detectado dos núcleos de antihelio. Pese a que incluso podría haber otros seis de esos eventos que se hubieran detectado antes, la estadística es muy escasa, por lo que el grupo de investigación responsable aún no ha publicado un artículo científico al respecto.
El caso es que los procesos naturales conocidos tendrían grandes dificultades para producir suficiente antihelio como para que esos eventos fueran detectados por AMS.
La explicación más sencilla sería que esa antimateria estaría ahí desde el principio formando «antiestrellas». Ese antihelio podría ser tanto primordial como generado a partir de la fusión nuclear de antihidrógeno.
Pese a todas las pegas que se pueda poner a todo esto, los científicos del ramo han tomado en serio estos resultados y algunos se han apresurado a encontrar explicaciones. Además, cualquier razón es buena para publicar.
Las antiestrellas brillarían como las normales, produciendo luz normal de las mismas longitudes de onda, por lo que sería indistinguibles del resto por la luz emitida. Pero, a medida que las partículas y los gases hechos de materia normal cayeran por la atracción gravitatoria de una antiestrella y entraran en contacto con su antimateria, la aniquilación resultante produciría un destello de ondas electromagnéticas de alta energía en forma de fotones gamma que podrían ser detectados con telescopios de rayos gamma.
Un grupo de investigadores publicó recientemente un estudio que calcula el número máximo de estrellas de antimateria que podrían haber en nuestro Universo. Para ello se basaron en un recuento de fuentes inexplicables de rayos gamma encontradas por el Telescopio de Área Grande Fermi (LAT). Simon Dupourqué (Universidad de Toulouse III) y Paul Sabatier (CNRS) han hecho una estimación tras buscar posibles antiestrellas entre los candidatos encontrados por LAT.
El equipo tomó 10 años de datos y analizaron 6000 objetos emisores de luz hasta que redujeron la lista a 14 candidatos posibles para ser antiestrellas, lo que sigue siendo estadísticamente escaso y quizás explicable por otras vías.
Sin embargo, este equipo de investigadores calculó que si todas esas fuentes fueran efectivamente estrellas de antimatería, habría una antiestrella por cada 400 000 estrellas corrientes.
Obviamente los destellos gamma podrían provenir de púlsares o de agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias y no de antiestrellas. Esas señales también podría deberse a ruido del detector. El siguiente paso que se debería realizar sería apuntar telescopios a las ubicaciones de esas 14 fuentes y así discernir de que objetos se trata.
Según la teoría y las observaciones de los rayos gamma extragalácticos, no debería haber antiestrellas en nuestra galaxia. Así que muchos esperan que las cotas superiores para la existencia de antiestrellas sean compatibles con cero.
El problema sigue siendo esos supuestos núcleos de antihelio descubiertos por AMS, cuestión que sigue siendo difícil de explicar a no ser que se deban a ruido o mal análisis de datos.
Los rayos cósmicos de alta energía (generados por ejemplo por las supernovas) pueden chocar contra las partículas constituyentes del gas interestelar en un proceso llamado espalación. Según Pierre Salati (Laboratorio de Física de Partículas de Annecy-le-Vieux), la espalación puede dar cuenta de la detección de los seis núcleos de antihelio-3 registrados por AMS, aunque en con una bajísima probabilidad. Pero la generación por espalación de los dos núcleos de antihelio-4 serían casi estadísticamente imposible.
Ciertos modelos de materia oscura predicen que las partículas de materia oscura pueden aniquilarse entre sí, lo que podría crear antipartículas. Pero este proceso tampoco parece ser capaz de producir antihelio-4 en las cantidades necesarias para explicar el fenómeno. Es por todo esto que la hipótesis de las antiestrellas todavía está sobre la mesa.
Habrá que esperar los resultados del experimento del espectrómetro general de antipartículas GAPS, que es un detector transportado por globo que buscará antipartículas sobre la Antártida este año. Si detectase antihelio, sería un apoyo a los resultados de AMS y a la hipótesis de las antiestrellas. Entonces habría que explicar cómo se formaron esos objetos.
Cualquier antiestrella que pudiera encontrarse probablemente sería un remanente extremadamente antiguo del Universo primitivo, de otro modo la antimateria se habría aniquilado. Y, si es así, ¿cómo, exactamente, lograron sobrevivir esas antiguas antiestrellas hasta el día de hoy?
Aunque lo más seguro es que esta idea sea refutada y lleguemos a la conclusión tradicional de que si en un titular aparece una pregunta, entonces la respuesta es no.
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Fuentes y referencias:
Noticia en Scientific American.
Artículo original.
Artículo original.
Foto: NASA.
2 Comentarios
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viernes 18 junio, 2021 @ 7:36 pm
Los humanos solemos tener un gran respeto por cosas como la simetría, que asociamos con la perfección y la belleza. Yo mismo , a menudo sugiero que el cosmos puede ser un gran nada de suma cero relleno de cosas que se anulan mutuamente, lo mismo que al constituirse una empresa se empieza creando un activo y un pasivo , un haber y un debe ( suman cero), y la cosa empieza a funcionar. Hago notar que yo creo en el Contable, por lo cual no parto de una Nada Absoluta que inhibiría todo lo demás. La simetría, en nuestro caso, es que en el Libro contable el debe va a la derecha y el haber a la izquierda, simétricamente, por razones de claridad. Tal vez la antimateria esté ahí, separada pero presente. Si el Big Bang se parece a un cono completo de dos volúmenes, como suele representarse, un lado estaría hecho de antimateria y el otro de materia. Es una sencilla posibilidad, con la ventaja de que, al final del tiempo, bastará reunir a ambas mitades para celebrar el final de fiesta con un gran espectáculo de fuegos artificiales.
sábado 26 junio, 2021 @ 8:05 am
Como puedes imaginar, mi buen amigo, yo no admito un Contable, pero respeto todos los pareceres, o mejor dicho, a los pensantes, más he de rechazar aquello que no me parece posible. El Superhacedor o Supercontable me parece inadmisible desde todos los puntos de vista, especialmente el científico y el ético. Tampoco, como Russell, admito su Tetera, tan poderosa que podría haber sido capaz de crear antiestrellas. Si es que están ahí, pues eso: están, pero no sabemos cómo. Quizá la ciencia pueda ir desvelando algo de ellas, pero por muy feos que seamos y muchos Padrenuestros que recemos, nada sabremos de ellas por esa vía, la religiosa.
Pero lo de los fuegos artificiales a nivel cósmico no está nada mal, al menos para los aficionados a los recientes fuegos artificiales y petardos a miles por San Juan. De la simetría también podríamos hablar. Una simetría que parte de un punto y sigue como una curva creciente que genera una especie de campana alrededor de una línea central. ¿Y por qué no una simetría total alrededor de un punto, que nos daría una esfera? Ya, ya sé que no comprendo el Mundo.
Un abrazo