viernes, 29 de enero de 2021

Colapso estelar con chorros relativistas

Me imagino el colapso de una estrella que, tras agotar el combustible interno, es incapaz de contener expandido el gas de sus capas externas, siguiendo los siguientes pasos:


- En el núcleo, la generación de energía por nucleosíntesis se hace menor que la pérdida de calor al exterior. 


- El núcleo se enfría y se contrae hasta convertirse en una estrella de neutrones, o un agujero negro, según sea su masa. 


- Las capas externas no caen de manera uniforme hacia el centro, siguiendo direcciones radiales, sino en espiral, conservando el momento angular de la estrella, formando un disco de acreción. Aún conservan mucho material tanto fusionable como fisionable, que antes del colapso del núcleo no tenía la densidad y temperatura necesaria para producir reacciones nucleares. 


- La velocidad y densidad que adquiere la materia en la zona central del disco de acreción hace chocar sus nucleos atómicos, lo cual genera reacciones nucleares exotérmicas a un ritmo inmensamente mayor que durante la vida de la estrella.


- La densidad de la materia en el plano del disco de acreción impide que la radiación salga por ese plano, excepto una pequeña parte, entre la más céntrica, que va en dirección al pequeño cuerpo en que se ha convertido el núcleo. En cambio, la dirección perpendicular al plano del disco ofrece muy poca resistencia, así que no impide que salgan los productos de las reacciones nucleares que se producen en el disco. 


- La radiación electromagnética y las partículas veloces generadas en la zona central salen por la perpendicular al plano del disco de acreción en sentidos opuestos. Estos flujos tienen tanta masa, circulando casi en paralelo, con poca velocidad respecto al centro de la corriente, que durante su trayecto la gravedad los compacta en dos chorros estrechos.


- Los átomos más pesados de los chorros, los que circulen a menos velocidad relativa entre ellos, pueden unirse por gravedad formando planetas errantes.


- En el caso de estrellas gigantes, se pueden formar agujeros negros en los extremos de los chorros, que se alimentarían de la masa y radiación de los chorros a la vez que serían acelerados por ellos. Si no adquieren la velocidad de escape, al extinguirse los chorros, estos agujeros caerían al agujero central y se fusionarían con él. Un fenómeno similar podría darse en los chorros de los cuásar.


- Si en un chorro de un cuásar se formasen varios agujeros negros, al estar moviéndose en una misma línea tendrían mucha más probabilidad de fusionarse entre sí que otros que se muevan al azar. 


Por lo pequeños que son los agujeros negros en comparación con el espacio que hay entre ellos, es extremádamente improbable que se encuentren por azar y se fusionen. La gravedad y sus trayectorias podrían acercarlos hasta que orbiten entre sí, pero sería muy raro que chocasen, a no ser que algo les frenase, o a no ser que tuvieran un mismo origen y trayectoria (p.ej. un chorro de partículas) con velocidades distintas, y por ello se dieran alcance.