Екстремно густи и егзотични хипотетички космички објекти познати као "чудне кваркове звезде" могу постојати у универзуму. Док астрофизичари настављају да расправљају о постојању кваркових звезда, тим физичара је открио да остатак спајања неутронских звезда који је примећен 2019. има управо потребну масу.
Када звезде умру, њихова језгра се толико скупљају да се претварају у нове врсте објеката. На пример, када Сунце коначно изумре, оно ће за собом оставити белог патуљка, куглу величине планете од високо компримованих атома угљеника и кисеоника. Када чак и веће звезде експлодирају у катаклизмичким експлозијама званим супернове, оне остављају за собом неутронске звезде. Ови невероватно густи објекти су само неколико километара у пречнику, али њихова маса може бити неколико пута већа од Сунчеве. Као што им име говори, састоје се скоро у потпуности од чистих неутрона, што их чини атомским језгром дугим километрима.
Неутронске звезде су толико егзотичне да их физичари још нису у потпуности разумели. Иако можемо да посматрамо како неутронске звезде ступају у интеракцију са својим окружењем и да направимо неке добре претпоставке о томе шта се дешава са овом неутронском материјом близу површине, састав њихових језгара остаје неухватљив.
Проблем је у томе што неутрони нису потпуно фундаменталне честице. Иако се комбинују са протонима и формирају атомска језгра, сами неутрони се састоје од још мањих честица које се називају кваркови.
Постоји шест врста, или ароме, кваркови: горе, доле, врх, дно, чудан и шарм. Неутрон се састоји од два доња кварка и једног горњег кварка. Ако спљоштите превише атома заједно, они ће се претворити у огромну куглу неутрона. Дакле, ако стиснете превише неутрона заједно, да ли ће се они претворити у огромну лопту кваркова?
Одговори се крећу од „можда” до „тешко је”. Проблем је у томе што кваркови заиста не воле да буду сами. Јака нуклеарна сила, која везује кваркове у језгру, заправо расте са растојањем. Ако покушате да повучете два кварка заједно, сила која их вуче назад се повећава. На крају, гравитациона енергија између њих постаје толика да се у вакууму појављују нове честице, укључујући нове кваркове, који се срећно везују за раздвојене.
Ако желите да направите макроскопски објекат од горе или доле кваркова који чине неутрон, тај објекат би експлодирао веома брзо и веома насилно.
Али можда постоји начин који користи чудне кваркове. Сами по себи, чудни кваркови су прилично тешки и када им се допусти да се одморе, брзо се распадају у лакше горе и доле кваркове. Међутим, када се велики број кваркова комбинује заједно, физика се може променити. Физичари су открили да чудни кваркови могу да се вежу са горе и доле кварковима да би формирали тројке познате као старлете, који може бити стабилан - али само под екстремним притисцима.
Ако превише компримујете неутронску звезду, сви неутрони губе способност да подрже звезду и она експлодира и формира црну рупу. Али може постојати средња фаза у којој је притисак довољно висок да раствори неутроне и формира чудну кварк звезду, али није довољно јак да преузме гравитацију.
Астрономи не очекују да ће пронаћи много чудних звезда у универзуму, ови објекти би требало да буду тежи од неутронских звезда, али лакши од црних рупа, и нема много простора за маневар. А пошто не разумемо у потпуности физику чудних звезда, не знамо чак ни тачне масе на којима чудне звезде могу постојати.
Али тим астронома је недавно погледао ГВ190425, догађај гравитационог таласа узрокован спајањем две неутронске звезде посматрано 2019. Заједно са огромном количином гравитационих таласа, спајање неутронских звезда доводи до формирања килонове, експлозије која је снажнија од нормалне нове, али слабија од супернове. Иако астрономи нису могли да открију електромагнетни сигнал овог догађаја, приметили су сличан догађај 2017. који је произвео и гравитационе таласе и зрачење.
Када се две неутронске звезде споје, постоји неколико опција за развој догађаја у зависности од њихове масе, спинова и угла судара. Према теоријским прорачунима, неутронске звезде могу да униште једна другу, да формирају црну рупу или да створе нешто масивније неутронске звезде.
А према новој студији, ови космички судари би могли довести до формирања чудне кваркове звезде.
Тим је проценио да је маса објекта преостала од спајања 2019. била негде између 3,11 и 3,54 соларне масе. На основу нашег најбољег разумевања структуре неутронских звезда, то је превелика маса и требало је да експлодира у црну рупу. Али такође спада у опсег маса које дозвољавају структурни модели ових чудних звезда.
Прерано је рећи да ли је 190425 ГВ2019 наше прво посматрање ретке звезде са чудним кварком, али будућа посматрања (и више теоријског рада) могу помоћи астрономима да одреде локацију једног од ових егзотичних створења.
Можете помоћи Украјини да се бори против руских освајача. Најбољи начин да то урадите је да донирате средства Оружаним снагама Украјине путем Савелифе или преко званичне странице НБУ.
Прочитајте такође:
- Масивне звезде могу да "украду" планете
- Велики хадронски сударач помогао је да се пронађе нови начин мерења масе кварка