Ciudată stea

O stea ciudată , sau o stea ciudată , este o stea de quark compusă și din quarkuri ciudate (sau „ciudate”) și, prin urmare, din materie de quark ciudată, numită pur și simplu materie ciudată ; acest tip de stele formează, prin urmare, un subgrup de stele cuarț. ^{[1] [2] [3]}

Începând cu august 2021, aceste obiecte astronomice există doar în ipoteze și nu s-au găsit niciodată dovezi ale existenței lor reale, care se bazează strict pe validitatea așa-numitei ipoteze de stabilitate Bodmer-Witten , conform căreia cea mai stabilă fază a materie ar fi un amestec format dintr-o treime din quark-uri ascendente , o treime din quark-uri descendente și o treime din quark-uri ciudate.

Motivul pentru care materia obișnuită nu se descompune în această stare mai stabilă este că procesul necesită multe tranziții slabe simultane și, prin urmare, are o scară de timp mult mai mare decât vârsta universului . Acest lucru implică faptul că quarcii ciudați nu sunt de fapt prezenți în materia obișnuită, cu toate acestea, în acest caz, s-ar fi format pornind de la materia de quark compusă doar din quarcuri sus și jos prezenți în centrul stelelor de neutroni , unde presiunea foarte mare pe care i-ar permite să fie stabil în ciuda energiei sale Fermi foarte ridicate, dând naștere, așa cum am menționat, materiei ciudate mai stabile. ^[4]

Astfel de stele ar avea, așadar, un strat crustal de neutroniu compus din materie ciudată a cărei grosime ar depinde de condițiile fizice ale întregii stele, precum și de proprietățile materiei ciudate în general și de un miez interior care ar putea fi întotdeauna compus din materie ciudată sau materie de quark. nu ciudată (sau „materie de quark obișnuită”).

De asemenea, s-a emis ipoteza existenței stelelor compuse doar parțial din materie quark, inclusiv materie ciudată, care în literatură sunt uneori numite „stele hibride”. ^{[5] [6] [7] [8]}

Existența materiei ciudate similare sus-menționate a fost propusă pentru a explica motivele care stau la baza exploziilor radio rapide ^[9] (de la „ engleză fast burst radio, prescurtată FRB), fenomene astrofizice de mare energie care apar ca un impuls radio tranzitoriu , cu o durată de câteva milisecunde . Deși acest lucru este încă teoretic, există indicii bune ^{[5] [6] [7] [8]} că prăbușirea unei astfel de cruste ar putea declanșa generarea unui FRB.

Caracteristici

O cercetare teoretică efectuată în 2006 de grupul Jaikumar, Reddy și Steine, a descoperit mecanismele prin care stelele de quark care poartă strangelet la suprafață ^[10], adică particule ipotetice care constituie o stare legată care conține quarkuri ciudate deosebit de mari (definite ca „ ciocolată ciudată ") ar putea vedea câmpurile lor electrice și densitățile lor au scăzut în comparație cu valorile ipotezate de cercetările teoretice anterioare, făcând aceste stele să pară aproape indistincte de stelele neutronice normale. Acest lucru ar sugera chiar că multe, dacă nu toate, dintre stelele cunoscute de neutroni pot fi stele ciudate. Trebuie remarcat faptul că autorii și-au bazat lucrările pe unele ipoteze fundamentale complet ipotetice care au introdus în rezultatele lor astfel de incertitudini încât să nu le facă suficient de semnificative pentru a rezolva problema.

Alte studii teoretice, tot din 2006, susțin că o interfață clară între o astfel de materie de quark și vidul spațiului ar avea proprietăți foarte diferite de cele arătate de suprafața unei stele de neutroni. ^[11] Luând în considerare parametrii cheie precum tensiunea superficială și forțele electrice care au fost neglijate în studiul menționat anterior de Jaikumar, Reddy și Steiner, o echipă de cercetare condusă de K. Rajagopal a realizat un studiu ale cărui rezultate au arătat existența unei valori critice a tensiunea superficială sub care straneletele de dimensiuni prea mari ar fi instabile și supuse fragmentării și suprafețele stelelor ciudate ar apărea fragmentate într-o crustă cristalină formată din stranghete încărcate cufundate într-un gaz de electroni. ^[11]

În cele din urmă, este, prin urmare, evident că sunt necesare cercetări teoretice și observaționale suplimentare pentru a demonstra posibila existență a stelelor ciudate. ^[10]

Prăbușirea crustei

Pentru ca coaja unei stele ciudate să se prăbușească, ea trebuie cumva să acumuleze materie din mediul său.

Eliberarea ulterioară chiar și a unei cantități mici de materie ar putea provoca un efect de cascadă asupra scoarței stelei care, se crede, ar putea duce la o eliberare masivă de energie magnetică și perechi de electroni și pozitroni în etapele timpurii ale colapsului. O astfel de eliberare de particule cu energie mare și energie magnetică într-o perioadă atât de scurtă de timp ar face ca perechile de electroni / pozitroni nou eliberate să se îndrepte spre polii stelei ciudate datorită creșterii energiei magnetice create la ejecția inițială a materiei. de la ciudata stea. Odată ce aceste perechi de electroni / pozitroni au fost direcționate către polii stelei, acestea ar fi apoi expulzate la viteze relativiste , ceea ce se propune a fi una dintre cauzele FRB-urilor.

Stele primare ciudate

Studiile teoretice au adus la lumină faptul că stelele cuarci ar fi putut fi produse nu numai de stele neutronice sau puternic supernovele , dar că ar putea fi , de asemenea , a fost creat la începutul erei Hadron , care este de aproximativ douăzeci de microsecunde mai târziu. Big Bang , când energia termică a devenit suficient de scăzută pentru a permite interacțiunea dintre quarks prin interacțiunea puternică . ^[12]

Dacă aceste stele cuarț primordiale s-ar fi putut transforma în stele de materie ciudată înainte ca condițiile externe de temperatură și presiune ale universului timpuriu să le facă instabile, atunci ar fi putut deveni stabile, cu condiția ca supoziția Bodmer-Witten menționată mai sus să fie adevărată. a supraviețuit până în prezent. ^[12]

Candidat

După cum am menționat, din august 2021 nu au existat observații ale stelelor ciudate, cu toate acestea, potrivit unor studii, un bun candidat pentru o stea ciudată este obiectul care s-a fuzionat cu o gaură neagră, dând semnalul original al undei gravitaționale GW190814 , înregistrat de noi în august 2019. Semnalul a venit de la fuziunea unui obiect cu o masă egală cu aproximativ 2,6 ori mai mare decât a Soarelui , cu o gaură neagră de aproximativ 23 de mase solare.

Având în vedere dimensiunea sa, un astfel de obiect ar putea fi fie cea mai ușoară gaură neagră vreodată, fie cea mai masivă stea de neutroni descoperită vreodată, dar cea mai mare problemă a fost că o stea de neutroni cu o masă egală cu 2,5-2,6, a soarelui, ar încălca unele limitări a fizicii nucleare sau a unor observații astrofizice anterioare.

Pentru a susține astfel de mase mari, materia nucleară ar trebui să fie extrem de rigidă, dar acest lucru ar exclude posibilitatea unor raze semnificativ mai mici decât aprox 12 km pe stea de neuroni de masă în jur de 1,4-1,5 mase solare, așa cum sugerează unele analize observaționale. Ipoteza existenței stelelor ciudate și, prin urmare, a unei coexistențe a stelelor de neutroni, care pot avea raze chiar mai mici decât 12 km și a stelelor ciudate, care pot atinge valori de masă mai mare (materia alcătuită exclusiv din quarcuri deconfinați nu este deloc moale), ar putea, așadar, să ocolească problemele menționate mai sus. ^{[13] [14]}

Notă

Portalul relativității

Portalul Stelelor