Conversão de fases em estrelas compactas

Abstract

No presente trabalho, modelos efetivos relativísticos são empregados na descrição de pulsares como estrelas de hádrons ou de quarks desconfinados, tomando respectivamente o modelo de Walecka não-linear e o modelo de sacola do MIT com parametrizações que respeitem restrições empíricas e que estejam de acordo com a janela para a qual a hipótese de Bodmer-Witten da estabilidade da matéria estranha é satisfeita. As equações de estado obtidas são então aplicadas de maneira adequada à descrição de estrelas compactas. A partir destas, são determinados os critérios para que a conversão de estrelas hadrônicas e estranhas seja permitida através da aplicação do formalismo de Lifshitz-Kagan à nucleação quântica. Os resultados sugerem que as estrelas hadrônicas são metaestáveis em relação ao decaimento em estrelas estranhas ou em buracos negros para massas gravitacionais superiores a um certo limiar, desde que os modelos empregados sejam tais que a condição de coexistência de fases seja satisfeita. As meias-vidas das estrelas metaestáveis são calculadas e empregadas na redefinição do conceito de massa máxima de estrelas compactas através da pressão crítica da nucleação. A hipótese de surtos de raios-? como manifestações da energia liberada na conversão de uma estrela hadrônica metaestável em uma estrela estranha também é verificada.

Abstract : In the present work, effective relativistic models are applied to descriebe pulsars as both hadronic and deconfined quark stars, respectively taking the nonlinear Walecka model and the MIT bag model with parametrizations that observe empirical constraints and which are inside the window where Bodmer-Witten hypothesis of the stability of strange matter is fullfiled. The obtained state equations are then property employed to the description of compact stars. From these, it is determined the criteria for the conversion between hadronic and strange stars by the application of the formalism of Lifshitz-Kagan to quantum nucleation. The results suggest that hadronic stars are metastable to decay in strange stars or black holes for gravitational masses above a certain threshold, provided that the models employed are such that the condition of phase coexistence is satisfied. The half-lifes of the metastable stars are calculated and used in the redefinition of the concept of maximum mass of compact stars through the critical pressure of nucleation. The hypothesis of ?-ray bursts as manifestations of the energy released in the conversion of a metastable hadronic star into a strange star is also verified.