Estrellas de neutrones y enanas blancas se evaporan

¿Pueden los restos estelares como las estrellas de neutrones y las enanas blancas vivir para siempre? Un nuevo estudio sugiere que no.

Publicado en la revista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics por Heino Falcke y su equipo de la Universidad Radboud (Países Bajos), un innovador estudio revela que incluso los objetos más densos del universo —como estrellas de neutrones, enanas blancas e incluso los agujeros negros— están destinados a evaporarse debido a un fenómeno cuántico conocido como producción de pares inducida por la curvatura gravitatoria. Este mecanismo no requiere la presencia de un horizonte de sucesos, lo que desafía la visión clásica de que solo los agujeros negros pueden evaporarse a través de la radiación de Hawking.

La física detrás de la desaparición estelarUtilizando herramientas de teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvo, los investigadores calcularon cómo los pares virtuales de partículas pueden convertirse en reales debido a la intensa curvatura del espacio-tiempo en el entorno de objetos extremadamente densos. Esta producción de pares implica que parte de la energía gravitatoria del objeto se convierte lentamente en radiación, lo que lleva a una pérdida gradual de masa y energía.

A diferencia de la radiación de Hawking, que se considera exclusiva de los agujeros negros y depende de su horizonte de sucesos, este nuevo mecanismo se aplica también a objetos sin horizonte, como las estrellas de neutrones. En estos casos, los pares de partículas creados pueden ser absorbidos por la superficie del objeto o escapar al espacio, produciendo una emisión que se puede modelar como radiación de cuerpo negro.

Una cuenta regresiva astronómica

El equipo descubrió que el tiempo de evaporación (τ) de un objeto depende directamente de su densidad media (ρ) según la relación:τ ∝ ρ⁻³ᐟ²

Esto implica que:

• Estrellas de neutrones y agujeros negros de masa estelar tienen vidas similares: unos 10⁶⁸ años.
• Enanas blancas pueden sobrevivir mucho más: alrededor de 10⁷⁸ años.
• Agujeros negros supermasivos como M87* tendrían tiempos de evaporación del orden de 10⁹⁶ años.

Incluso objetos cotidianos como la Luna o el cuerpo humano tienen, en teoría, tiempos de evaporación finitos, aunque inconmensurablemente largos (más de 10⁸⁹ años), haciendo del proceso completamente indetectable para escalas humanas.

¿Qué significa esto para el futuro de las estrellas y del universo?

Este estudio plantea que la materia tal como la conocemos no es eternamente estable. A muy largo plazo, incluso sin procesos como la desintegración del protón, todos los remanentes estelares acabarán evaporándose. De hecho, el trabajo establece una densidad máxima (ρₘₐₓ ≈ 3 × 10⁵³ g/cm³) por encima de la cual ningún objeto formado en un universo como el nuestro podría haber sobrevivido hasta hoy.

Esto sugiere que si existieran remanentes de universos anteriores —las llamadas “estrellas fósiles”—, solo podrían existir hoy si los ciclos de formación de universos se repiten cada menos de 10⁶⁸ años.Implicaciones más allá de la astrofísica.

El hallazgo también plantea nuevas preguntas sobre el problema de la información en los agujeros negros, el destino de la materia bariónica, y el papel de los efectos cuánticos en objetos astrofísicos sin horizontes. A pesar de que esta forma de evaporación es prácticamente imposible de detectar con la tecnología actual, el estudio proporciona una visión profunda del destino último de la materia en el cosmos.

Referencia del estudio: Falcke, H., Wondrak, M. F., & van Suijlekom, W. D. (2025). An upper limit to the lifetime of stellar remnants from gravitational pair production. JCAP05(2025)023. DOI:10.1088/1475-7516/2025/05/023