Un puñado de arena en el puño: los granos se empujan entre sí y la mano no puede cerrarse más. La materia ordinaria se comporta de manera similar. Pero en una estrella de neutrones, la compresión es miles de millones de veces más fuerte: los átomos están aplastados, los electrones incrustados en los protones, y casi todo el espacio está lleno de neutrones. Sin embargo, esto no es simplemente un empaquetamiento denso de esferas. A cierta profundidad, los neutrones comienzan a 'sentir' sus componentes: los quarks.
El nuevo trabajo ofrece una perspectiva sobre este proceso. Los autores ampliaron el popular modelo de 'materia quarkiónica' (quarkyonic matter) incluyendo no solo los quarks ligeros u y d, sino también los quarks extraños s, así como el conjunto completo de partículas de los ocho bariones, desde el protón hasta el hiperón xi. La idea principal es que, a densidades colosales, los nucleones (protones y neutrones) no pueden ocupar los estados de baja energía, ya que estos ya están ocupados por quarks. Tienen que subir más alto en la escalera de energía. Como pasajeros en un autobús abarrotado que se ven obligados a ir de pie, aunque todavía hay asientos, pero están separados. Este desplazamiento hacia arriba aumenta el potencial químico de los nucleones, y la estrella de neutrones puede acumular más masa antes de que aparezcan hiperones, partículas con quarks extraños.
En los cálculos se utilizó una interacción efectiva entre bariones que depende de la densidad, el momento y el isospín (la diferencia entre protones y neutrones). Se basa en el potencial de Skyrme moderno de alto orden. Los quarks y los leptones (electrones y muones) se consideraron libres. El resultado fue gratificante: el mecanismo quark retrasa notablemente el umbral de producción de hiperones, y la ecuación de estado —la ley que relaciona presión y densidad— se vuelve más rígida. En la práctica, esto significa que la estrella puede ser más pesada sin colapsar en un agujero negro.
Esto es importante para el 'enigma de los hiperones': muchos modelos predecían que las estrellas de neutrones con hiperones son demasiado blandas y no alcanzan las masas observadas de dos masas solares. Ahora hay esperanza de que la reorganización quark dentro de la estrella le dé rigidez adicional, como un armazón insertado en el hormigón.
Una estrella de neutrones del tamaño de una ciudad puede pesar el doble que el Sol, y una cucharadita de su materia en la Tierra pesaría más que el Everest.
En la novela 'El huevo del dragón' de Robert Forward se describe la vida en la superficie de una estrella de neutrones, donde las reacciones nucleares reemplazan a la química.