Un nouveau type d'étoile est signalé dans une étude du chercheur postdoctoral SISSA Raúl Carballo-Rubio. Dans un article récemment publié dans Lettres d'examen physique , Carballo-Rubio décrit un nouveau modèle mathématique combinant la relativité générale avec l'effet répulsif de la polarisation du vide quantique. Le résultat est une description d'une configuration ultra-compacte d'étoiles dont les scientifiques pensaient auparavant qu'elles n'existaient pas en équilibre.

"En conséquence des forces attractives et répulsives en jeu, une étoile massive peut soit devenir une étoile à neutrons, ou se transformer en trou noir », dit Carballo-Rubio. Dans les étoiles à neutrons, l'équilibre stellaire est le résultat de l'équilibre entre la gravité, une force d'attraction, et une force répulsive mécanique quantique appelée pression de dégénérescence. "Mais si la masse de l'étoile dépasse un certain seuil, environ trois fois la masse solaire, l'équilibre serait rompu et l'étoile s'effondrerait à cause de l'attraction écrasante de la force gravitationnelle."

Dans l'étude, Carballo-Rubio a étudié la possibilité que des forces mécaniques quantiques supplémentaires attendues dans la nature permettent de nouvelles configurations d'équilibre pour les étoiles au-dessus de ce seuil. La force supplémentaire est une manifestation de l'effet de polarisation du vide quantique, ce qui est une conséquence robuste du mélange de la gravité et de la mécanique quantique dans un cadre semi-classique. « La nouveauté de cette analyse est que, pour la première fois, tous ces ingrédients ont été assemblés dans un modèle parfaitement cohérent. De plus, il a été montré qu'il existe de nouvelles configurations stellaires, et que ceux-ci peuvent être décrits d'une manière étonnamment simple."

Il reste encore plusieurs questions importantes à étudier, y compris les applications observationnelles de ces résultats. "Il n'est pas encore clair si ces configurations peuvent être réalisées dynamiquement dans des scénarios astrophysiques, ou combien de temps dureraient-ils si tel est le cas. » D'un point de vue observationnel, ces "étoiles relativistes semi-classiques" seraient très similaires aux trous noirs. Cependant, des différences même infimes seraient perceptibles dans la prochaine génération d'observatoires d'ondes gravitationnelles :« S'il y a des étoiles très denses et ultracompactes dans l'Univers, semblable aux trous noirs mais sans horizons, il devrait être possible de les détecter dans les prochaines décennies."