Cuasi-estrellas

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Tras analizar los objetos Thorne-Żytkow en mi última entrada, me gustaría explorar otro tipo de estrella fascinante e hipotético, uno que no contiene una estrella de neutrones en su núcleo, sino un agujero negro. Se trata de las llamadas cuasiestrellas.

Estos objetos siguen siendo en gran parte desconocidos para el público general, lo que hace especialmente interesante presentarlos en este blog. Al fin y al cabo, al igual que los objetos Thorne-Żytkow, las cuasiestrellas presentan un objeto compacto en su núcleo: en este caso, un agujero negro.

¿Qué es una cuasiestrella?

Una cuasiestrella, también conocida como estrella de agujero negro, es una estrella hipotética extremadamente masiva que se cree que posiblemente existió durante las primeras etapas del universo. A diferencia de las estrellas modernas, que brillan debido a la fusión nuclear en sus núcleos, una cuasiestrella se habría alimentado de la acreción de materia en un agujero negro central, liberando una inmensa energía.

Es importante no confundir una cuasiestrella con un cuásar. Un cuásar es un agujero negro supermasivo con un disco de acreción activo que parece una estrella debido a su brillo, mientras que una cuasiestrella es un tipo teórico de estructura estelar que podría haber existido brevemente en el universo primigenio.

Al igual que el objeto Thorne-Żytkow (TZO), que es esencialmente una supergigante roja con una estrella de neutrones en su centro, una cuasiestrella también podría describirse como una "estrella caníbal", pero en este caso, su núcleo sería un agujero negro, no otra estrella.

Formación y Estructura

Una cuasiestrella probablemente se habría formado cuando el núcleo de una protoestrella masiva colapsó en un agujero negro, mientras que las capas externas aún eran lo suficientemente masivas como para resistir ser expulsadas. En lugar de desencadenar una supernova típica, estas capas externas permanecerían gravitacionalmente ligadas, permitiendo que el agujero negro se alimentara de la envoltura estelar circundante.

Una estrella de este tipo necesitaría tener al menos 1000 masas solares para mantener esta estructura. Algunas teorías también proponen que las cuasiestrellas podrían haber surgido de halos de materia oscura, que atrajeron grandes cantidades de gas primigenio, formando estrellas supermasivas de hasta decenas de miles de masas solares. Estas estrellas habrían pertenecido a la Población III, la primera generación de estrellas, formadas a partir de hidrógeno y helio puros antes de que el Universo se enriqueciera con elementos más pesados.

Para dar una perspectiva, una cuasiestrella eclipsaría a estrellas gigantes modernas como VY Canis Majoris, Mu Cephei y VV Cephei A.

Comparación de tamaño entre una cuasiestrella y estrellas gigantes conocidas, incluido el Sistema Solar.

Fuente de energía y evolución

​A pesar de contener un agujero negro en su centro, una cuasiestrella alcanzaría cierto equilibrio hidrostático, no solo por fusión nuclear, sino por la energía liberada por la materia que cae en el agujero negro. Este proceso generaría una enorme presión de radiación, impidiendo el colapso gravitacional.

Estructura interna de una cuasi-estrella: BH = agujero negro central; disco = disco de acreción; chorro = flujos relativistas; QS = envoltura convectiva.

Las cuasiestrellas habrían sido extremadamente luminosas, posiblemente tan brillantes como una galaxia pequeña, y podrían haber alcanzado hasta 7000 masas solares. Se estima que las temperaturas superficiales superaron los 10 000 K (9700 °C), y su vida útil habría sido corta, del orden de unos pocos millones de años.

A medida que el agujero negro continuaba acrecentando materia, este crecería rápidamente, alcanzando entre 1000 y 10 000 masas solares. Esto convierte a las cuasiestrellas en una de las principales candidatas a progenitoras de los agujeros negros supermasivos que se encuentran en los centros de las galaxias, incluida nuestra Vía Láctea.

Finalmente, la envoltura exterior se volvería transparente a medida que la cuasiestrella se enfriaba, alcanzando una temperatura límite de alrededor de 4000 K (3730 °C). En este punto, el equilibrio hidrostático ya no podría mantenerse, lo que provocó el colapso o la dispersión del material restante, dejando tras de sí un agujero negro de masa intermedia.

Legado

Aunque las cuasiestrellas habrían desaparecido hace miles de millones de años, su legado podría aún ser visible hoy en día, en la forma de los agujeros negros supermasivos que anclan las galaxias. La idea de que nuestra Vía Láctea pudiera haber comenzado como una cuasiestrella hace que estos objetos sean aún más atractivos en la cosmología.

Fuentes:

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