Екстремно густи и егзотични хипотетички космички објекти познати како „чудни кваркови ѕвезди“ може да постојат во универзумот. Додека астрофизичарите продолжуваат да дебатираат за постоењето на кваркови ѕвезди, тим од физичари откри дека остатокот од спојувањето на неутронските ѕвезди забележани во 2019 година ја има точно потребната маса за да биде една.
Кога ѕвездите умираат, нивните јадра се собираат толку многу што се претвораат во нови видови на објекти. На пример, кога Сонцето конечно ќе изумре, ќе остави зад себе бело џуџе, топка со големина на планета од високо компримирани атоми на јаглерод и кислород. Кога уште поголеми ѕвезди експлодираат во катаклизмични експлозии наречени супернови, тие оставаат зад себе неутронски ѕвезди. Овие неверојатно густи објекти се широки само неколку километри, но нивната маса може да биде неколку пати поголема од Сонцето. Како што сугерира нивното име, тие се составени речиси целосно од чисти неутрони, што ги прави всушност атомски јадра долги километри.
Неутронските ѕвезди се толку егзотични што физичарите сè уште не ги разбрале целосно. Иако можеме да набљудуваме како неутронските ѕвезди комуницираат со нивната околина и да направиме некои добри претпоставки за тоа што се случува со оваа неутронска материја во близина на површината, составот на нивните јадра останува неостварлив.
Проблемот е што неутроните не се целосно фундаментални честички. Иако се комбинираат со протони за да формираат атомски јадра, самите неутрони се составени од уште помали честички наречени кваркови.
Постојат шест видови, или ароми, кваркови: горе, долу, горе, долу, чудно и шарм. Неутронот се состои од два надолни кваркови и еден до кварк. Ако израмните премногу атоми заедно, тие ќе се претворат во џиновска топка од неутрони. Значи, ако стиснете премногу неутрони заедно, дали тие ќе се претворат во џиновска топка од кваркови?
Одговорите се движат од „можеби“ до „тешко е“. Проблемот е што кварковите навистина не сакаат да бидат сами. Силната нуклеарна сила, која ги врзува кварковите во јадрото, всушност се зголемува со растојанието. Ако се обидете да повлечете два кварка заедно, силата што ги повлекува назад се зголемува. На крајот, гравитационата енергија меѓу нив станува толку голема што во вакуумот се појавуваат нови честички, вклучувајќи нови кваркови, кои среќно се поврзуваат со одвоените.
Ако сакате да создадете макроскопски објект од кварковите нагоре или надолу што го сочинуваат неутронот, тој објект би експлодирал многу брзо и многу силно.
Но, можеби постои начин кој користи чудни кваркови. Сами по себе, чудните кваркови се прилично тешки и кога ќе им се дозволи да се одморат, тие брзо се распаѓаат во полесни кваркови нагоре и надолу. Меѓутоа, кога голем број кваркови се комбинираат заедно, физиката може да се промени. Физичарите открија дека чудните кваркови можат да се поврзат со кваркови нагоре и надолу за да формираат тројки познати како старлети, кој може да биде стабилен - но само под екстремни притисоци.
Ако премногу ја компресирате неутронската ѕвезда, сите неутрони ја губат способноста да ја поддржат ѕвездата и таа експлодира и формира црна дупка. Но, може да има средна фаза каде притисокот е доволно висок за да се растворат неутроните и да се формира чудна кварковна ѕвезда, но не доволно силна за да ја преземе гравитацијата.
Астрономите не очекуваат да најдат многу чудни ѕвезди во универзумот, овие објекти треба да бидат потешки од неутронските ѕвезди, но полесни од црните дупки и нема многу простор за маневрирање. И бидејќи не ја разбираме целосно физиката на чудните ѕвезди, не ја знаеме ни точната маса на која можат да постојат чудни ѕвезди.
Но, тим од астрономи неодамна го разгледа GW190425, настан на гравитациски бранови предизвикан од спојувањето на две неутронски ѕвезди забележани во 2019 година. Заедно со огромното количество гравитациски бранови, спојувањето на неутронските ѕвезди резултира со формирање на килонова, експлозија која е помоќна од нормална нова, но послаба од супернова. Иако астрономите не беа во можност да откријат електромагнетен сигнал од овој настан, тие забележаа сличен настан во 2017 година кој произведе и гравитациски бранови и зрачење.
Кога две неутронски ѕвезди се спојуваат, постојат неколку опции за развој на настани во зависност од нивната маса, спин и агол на судир. Според теоретските пресметки, неутронските ѕвезди можат да се уништат една со друга, да формираат црна дупка или да создадат малку помасивна неутронска ѕвезда.
И според една нова студија, овие космички судири би можеле да доведат до формирање на чудна кварк ѕвезда.
Тимот процени дека масата на објектот што остана од спојувањето во 2019 година е некаде помеѓу 3,11 и 3,54 соларни маси. Врз основа на нашето најдобро разбирање за структурата на неутронските ѕвезди, тоа е премногу маса и требало да експлодира во црна дупка. Но, тој исто така спаѓа во опсегот на маси дозволени од структурните модели на овие чудни ѕвезди.
Премногу е рано да се каже дали 190425 GW2019 е нашата прва опсервација на ретка ѕвезда со чуден кварк, но идните набљудувања (и повеќе теоретски работи) може да им помогнат на астрономите точно да ја одредат локацијата на едно од овие егзотични суштества.
Можете да и помогнете на Украина да се бори против руските напаѓачи. Најдобар начин да го направите ова е да донирате средства за вооружените сили на Украина преку Савелифе или преку официјалната страница Bвезди.
Прочитајте исто така:
- Масивните ѕвезди можат да „украдат“ планети
- Големиот хадронски судирач помогна да се најде нов начин за мерење на масата на кварковите