ESTRELLAS DE BOSONES

(Categoría = Final alternativo de una estrella) 

Tanto en este capítulo número 13, como en el anterior nº12, comprobarán que la dificultad de comprensión sobre los conceptos mencionados aumenta drásticamente, por ello trataremos de simplificar y explicar lo mejor posible cada idea y enlazarlas con otras publicaciones de soporte para ayudar a entenderlo mejor.

Dentro de todas las categorías posibles en las que se puede clasificar una estrella, las que se suponen estar compuestas por un único elemento, en su mayoría todavía no están confirmadas, pues casi todas ellas están compuestas por una mezcla de elementos.
Muchas estrellas desconocidas para nosotros, sufren una serie de procesos internos que las hacen emitir radiofrecuencias muy específicas y diferenciadas, se acostumbran a utilizar medidores de magnitud, de radio, de UV, de rayos Gamma o espectrógrafos que muestran su composición química para su posterior estudio.

De entre todos los misterios que entraña el universo, hay una serie de estrellas desconcertantes que son las más peculiares de todas y cuyo origen sigue siendo un misterio, solo podemos observar cómo interactúan con su entorno para deducir sus efectos y funciones. Un pequeño listado de estas estrellas extrañas y poco exploradas serían las siguientes:
Estrellas de preones / Estrellas de quarks / Estrellas de bosones / Estrellas de tipo S / Estrella de Wolf-Rayet / Estrellas exóticas / Estrella peculiar / Estrella de Lambda Bootis o las Estrellas Extremas de Helio, son claros ejemplos de los tipos más singulares y densas de estrellas, algunas veces asociadas con agujeros negros.
En esta ocasión describiremos las Estrellas de bosones:

b0s* Dado que su aspecto es hipotético, solo se puede teorizar a cerca de  su imagen basándonos en los efectos que produce en su entorno. Una estrella de bosones sería tan densa que podría actuar como el centro de una pequeña galaxia *

La clave para entender la idea tras las estrellas de bosones, es conocer el principio de exclusión de Pauli y el concepto asociado en la presión de degeneración de los electrones (el punto en el cual los electrones se rompen y se deshacen en partículas más pequeñas, pudiendo luego formar “materia degenerada”).
El principio de exclusión de Pauli significa que dos fermiones no pueden estar en el mismo estado. El mismo estado significa mismos números cuánticos y misma posición. Es por ello por lo que dos electrones en el mismo estado orbital atómico, de los cuales existe cierta probabilidad de que estén en el mismo punto espacial, no pueden tener el mismo “espín”, que es una propiedad especial de cada partícula sub-atómica que las hace a cada una diferentes.
Cuando la ultra-densidad de algunas estrellas hace confinar a muchas de estas partículas en un punto, como en el núcleo de una estrella de neutrones o derivada, todas estas circunstancias son llevadas al extremo y cabe la posibilidad de que se produzcan reacciones internas muy peculiares que explicarían los fenómenos que luego vemos por gráficas y que no sabemos explicar su causa.
Tan solo en las estrellas de máxima y extrema densidad, pueden sobrevivir conglomerados materiales compuestos únicamente por Quarks (fermiones) o Bosones,  convirtiéndose así en un tipo de estrella exótica.

particulas
Hay 3 familias de sub-partículas definidas. Los que constituyen la materia ordinaria tal y como la conocemos, está siempre compuesta por electrones, quarks-U, quarks-D y neutrinos, que son fermiones. Los fermiones canalizan su energía e interactúan entre ellos a través de otras partículas más pequeñas y volubles todavía, estos son los Bosones (las 4 fuerzas de la naturaleza) y los hay de 5 tipos reconocidos, que son los siguientes: (sin incluir el Bosón de Higgs y el gravitón por ser hipotéticos)

~ Fotón γ: Tiene carga eléctrica 0 y masa 0. Representa la luz visible y es portador del electromagnetismo, actúa sobre partículas cargadas eléctricamente y su alcance es ilimitado.

~ Bosón Z: Tiene carga eléctrica 0 y masa de 91 GeV. Es uno de los mediadores de la interacción débil, no altera la identidad de las partículas pero posee cualidades radioactivas, su escala de tamaño es de 10^-18metros.

~ Bosón W+ / W- : Tienen carga eléctrica +1 ó -1 y masa de 80,4 GeV. Son mediadores de la interacción débil, modifican el “sabor” de las partículas y su escala es de 10^-18metros.

~ Gluones γ: Existen un total de hasta 8 especies de gluones γ. Tienen carga eléctrica 0 y masa de 91 GeV. Son los portadores de la interacción fuerte, actúan sobre los quarks y otros gluones dando origen a protones, neutrones y formando con ellos los núcleos atómicos. Su escala es sumamente pequeño, de 10^-18metros. Las diferentes mezclas entre los distintos tipos de gluones, pueden llegar a formar algún tipo de compuesto material volátil inusual.
* Hemos subrayado cada una de las 4 fuerzas de la naturaleza *

boson
Si nos imaginásemos una estrella tan extremadamente densa y rara que estuviese compuesta de bosones, la densidad de partículas por espacio sería tan grande que algunas de ellas podrían sufrir “mutaciones” y formar nuevos compuestos materiales teóricos, como es el caso de la partícula teórica llamada Preón.

Una estrella de preones y una estrella de bosones, tendrían casi las mismas características.
Tendría una enorme densidad de partículas, por lo que produce una gravedad tan grande capaz de generar pequeñas galaxias a su entorno.
Ésta súper-gravedad, lo atraería todo, pero NO hacia un horizonte de sucesos. “donde todo lo que entra no sale”, pues no es un agujero negro.
Las estrellas de Quarks producen un fenómeno de repulsión de materia justo antes del límite que separa la zona de absorción (parecido a una ventosa), por lo que se producen un disco de acreción. En las estrellas de bosones también ocurriría. (Diferenciar entre “horizonte de sucesos” y “disco de acreción” es importante)
La desintegración de partículas a consecuencia de las enormes presiones, harían que se desintegrasen los fotones que produce, por lo que no emiten luz natural. (Recordamos que desde que nace un fotón en el Sol hasta que sale, pueden pasar cientos de miles o millones de años, en este tipo de estrellas tan densas, “morirían” antes de salir a la superficie)
Líneas muy irregulares en la emisión de radio y rayos Gamma.
Estrellas masivas atraídas por su efecto. (Innumerables estrellas binarias están compuestas por algún tipo de agente desconocido)
Son detectables gracias a la ayuda de lentes gravitacionales, algunas veces, son ellas mismas las propias causantes de la distorsión espacio-temporal.

1 23

* Comportamiento de la materia frente a los “objetos” más densos del universo, los agujeros negros, también aplicable a las estrellas exóticas. Extraído de aquí. *

Se predice que las estrellas de bosones o preones poseerían densidades del orden de 10^20 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 emisiones esporádicas de 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.

Para más nociones sobre física básica, disponemos de esta nota para facilitar su comprensión:
https://www.facebook.com/notes/grupo-amateur-de-meteorolog%C3%ADa-espacial/tesis-de-game-1%C2%AA-part%C3%ADculas-sub-at%C3%B3micas/763851077016533

 

Versión original = cristian@meteorologiaespacial.es
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English version = fatima@meteorologiaespacial.es

(Category = Alternative Ending a star)

Both in this chapter number 13 as in the previous one, you will verify that the understanding difficulty about these concepts increases dramatically. So we will try to simplify and to explain the best each idea and to link them to other support publications to help to understand it better. Among all the possible categories in which a star can be classified, the ones that are supposed to be composed of a single element, most are not yet confirmed, because almost all of them are composed of a mixture of elements.

Many stars unknown to us undergo a series of internal processes that make them emit very specific and different radio frequencies. We use magnitude, radio, UV, gamma rays measurers or spectrographs that show their chemical composition for further study.
Of all the mysteries involved in the Universe, there is a bewildering series of stars that are the most peculiar of all, whose origin remains a mystery; we can only observe how they interact with their environment to infer their effects and functions. A short list of these strange stars is as follows:

Preons stars / quark stars / boson stars / S type stars / Wolf-Rayet star / exotic Stars / quirky Star / Lambda Boötis star or extreme helium stars are clear examples of the most unique and dense types stars, sometimes associated with black holes.

In this occasion we will describe boson stars:

The key to understand the idea behind the boson stars is to know the Pauli Exclusion Principle and the associated concept of degeneration pressure. The Pauli Exclusion Principle means that two fermions cannot be in the same state. The same state means same quantum numbers and same position. It is for this reason that two electrons in the same atomic orbital state, of which there is some probability that they are in the same spatial point, they cannot have the same “spin”, which is a special characteristic of each sub-atomic particle that makes different each of them.

When the ultra-density of some stars confines many of these particles at one point, as the core of a neutron star or derived, it is possible that peculiar internal reactions can happen that would explain the phenomena we see in graphics and that we do not know how to explain their cause. Only in the stars of high and extreme density, material conglomerates composed by Quarks (fermions) or Bosons can survive.

There are 3 defined families of sub-particles. Fermions constitute ordinary matter as we know. It is always made up of electrons, U and D quarks and neutrinos. Fermions channel their energy and interact between them through other small and still volatile particles called bosons (the 4 forces of nature) and there are 5 recognized types, which are these ones: (excluding the Higgs boson and the graviton because they are hypothetical)

-Photon γ: it has 0 electric charge and 0 mass. It represents the visible light and it is the carrier of electromagnetism. It acts on electrically charged particles and its scope is unlimited.

-Boson Z: it has 0 electric charge and a mass of 91 GeV. It is one of the mediators of the weak interaction and it does not alter the identity of the particles but it has radioactive qualities. Its size scale is 10 ^-18 meters.

– Boson W+ / W- : They have +1 or -1 electric charge and mass of 80,4 GeV. They are mediators of the weak interaction and they modify the “flavour” of the particles. Its scale is 10 ^ -18 meters.

-Gluons γ: There are a total of 8 Gluons γ species. They have 0 electric charge and a mass of 91 GeV. They are the carriers of the strong force, they act on quarks and other gluons giving rise to protons, neutrons and forming atomic nuclei with them. Its scale is very small, 10 ^ -18 meters. The different mixtures between the different types of gluons may form some kind of unusual volatile material compound.

If we were to imagine such a rare and extremely dense star that were made of bosons, the particle density for space would be so great that some of them might suffer “mutations” and to form new theoretical material composites, as in the case of theoretical particle called Preon.

A preon star and a boson star would have almost the same features:
It would have a huge particle density, which produces such a large gravity capable of generating small galaxies in their environment.
This super-gravity would draw everything, but NOT to an event horizon (where everything that goes into it doesn’t come out), because it is not a black hole.
Quark stars produce a matter repulsion phenomenon just before the boundary that separates the absorption zone (like a vacuum), so it produces an accretion disk. In boson stars it would also occur. (Difference between “event horizon” and “accretion disk” is important).
The disintegration of particles due to the enormous pressures would produce the photons disintegration, so that natural light would not be emitted. (We recall that since the birth photon in the Sun until it comes out, it can spend hundreds of thousands or millions of years. In this type of so dense stars they would “die” before surfacing).
Very irregular lines in the radio emission and Gamma rays.
Massive stars are attracted by their effect. (Countless binary stars are composed of some kind of unknown agent)
They are detectable thanks to gravitational lenses. Sometimes are themselves the cause of the space-time distortion.

It is predicted that boson or preon stars would possess densities of the order of 10 ^ 20 g / cm3, an intermediate density between quark stars and black holes. The densities are so gifantic that if a preon star that had the Earth mass, it would have the size of a tennis ball.

Such objects may be detected, at first, by gravitational lenses or sporadic emissions of gamma rays. The existence of preon stars may explain some observational inconsistencies currently solved by the dark matter hypothesis.

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