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Afectación de la masa de las estrellas de neutrones por acoplamiento con el axión en gravedad modificada

Resumen en español

En este trabajo se investiga la estructura de estrellas de neutrones en el marco de una teoría escalar-tensorial axiónica. El modelo se define por un acoplamiento no mínimo entre el campo de axión y la curvatura, descrito por la función f(ϕ)=1+ξϕ², y se analiza en el régimen cosmológico post-inflacionario, donde el axión oscila en torno al mínimo de su potencial. Se derivan las ecuaciones de Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV) modificadas en el marco de Einstein, las cuales se resuelven numéricamente para obtener la estructura interna y externa de la estrella. Para ello, se implementó un método de disparo bidimensional en Python. A partir de estas soluciones, se calcula la masa y el radio observables en el marco de Jordan. El análisis se lleva a cabo para tres ecuaciones de estado (EoS) nucleares realistas, aproximadas como politropos a trozos: Wiringa-Fiks-Fabrocini (WFF1), Skyrme-Lyon (SLy) y Akmal-Pandharipande-Ravenhall (APR). Los resultados demuestran que el acoplamiento del axión induce un fenómeno de escalarización espontánea, generando soluciones estelares con una masa máxima superior a la predicha por la Relatividad General. Se encontró que, si bien las curvas M-R son consistentes con ciertas cotas observacionales como los límites de compacidad de GW170817, presenta una tensión con las mediciones de radio de NICER. No obstante, el modelo, especialmente con la EoS APR, logra producir estrellas de neutrones con masas de hasta 2.22M⊙, posicionándolas en el umbral de la ``brecha de masa'' observacional. Esto confirma que la teoría estudiada es un mecanismo viable para la existencia de estrellas de neutrones supermasivas, aunque su compatibilidad fenomenológica completa depende fuertemente de la EoS nuclear subyacente y de los parámetros del modelo axiónico.