Obiectul misterios ar putea fi o „stea ciudată” formată din quarci, spun oamenii de știință: ScienceAlert

Un obiect relativ mic și dens, deghizat într-un nor explodat, aflat încă la câteva mii de ani lumină distanță, ne provoacă înțelegerea fizicii stelare.

Din toate punctele de vedere, arată ca un fișier stea neutronică, deși este neobișnuit. Cu doar 77% din masa Soarelui, este cea mai mică masă măsurată vreodată pentru un obiect de acest tip.

anteriorcea mai ușoară stea cu neutroni măsurată vreodată a fost de 1,17 ori masa Soarelui.

Această ultimă descoperire nu este doar mai mică, ci este cu mult sub masa minimă a stelei neutronice prezisă de teorie. Acest lucru indică fie că există un decalaj în înțelegerea noastră a acestor obiecte super-dense… fie că ceea ce ne uităm nu este deloc o stea neutronică, ci un obiect ciudat, nemaivăzut până acum, cunoscut sub numele de „extraterestru”. ” stea.

Stelele neutronice sunt printre cele mai dense obiecte din întregul univers. Este ceea ce rămâne după ce o stea masivă cu o masă între 8 și 30 de ori masa Soarelui ajunge la sfârșitul vieții. Când materialul din stea se termină pentru a se uni în miezul său, acesta călătorește într-o supernovă, expulzând straturile sale exterioare de material în spațiu.

Nemaifiind alimentat de presiunea externă a fuziunii, nucleul se prăbușește pe el însuși pentru a forma un obiect extrem de dens, nucleele atomice se zdrobesc, iar electronii sunt forțați să devină intimi cu protoni suficient de lungi pentru a se transforma în neutroni.

Cele mai multe dintre aceste obiecte compacte au o masă de aproximativ 1,4 ori mai mare decât masa Soarelui, deși teoria spune că ar putea varia de la la fel de masive ca ceea ce este în jurul lor. 2,3 mase solare, la doar 1,1 mase solare. Toate acestea sunt împachetate în interiorul unei mingi împachetate într-o minge de 20 de kilometri (12 mile) lățime sau cam așa ceva, ceea ce face ca fiecare linguriță de materie stele neutronice să cântărească undeva la mijloc. 10 milioane de dolari Si câteva miliarde tone.

Stelele cu mase mai mari și mai mici decât stelele cu neutroni se pot transforma, de asemenea, în corpuri dense. Stelele mai grele se transformă în găuri negre. Stelele mai ușoare se dovedesc a fi pitice albe – mai puțin dense decât stelele cu neutroni, cu o masă maximă de 1,4 mase solare, deși sunt încă oarecum compacte. Acesta este Soarta finală a soarelui nostru.

Steaua cu neutroni din acest studiu este situată în centrul unei rămășițe de supernovă numită Hess J1731-347care anterior era calculat să stea mai mult decât 10.000 de ani lumină. Cu toate acestea, o dificultate în studierea stelelor neutronice constă în slăbiciunea măsurătorilor distanței. Fără o distanță precisă, este dificil să se obțină măsurători precise ale celorlalte proprietăți ale stelei.

Recent, o a doua stea strălucitoare optic a fost descoperită pândind în HESS J1731-347. Din aceasta, folosind datele de la Gaia Map Survey, o echipă de astronomi condusă de Viktor Doroșenko de la Universitatea Eberhard Karls din Tübingen, Germania, a recalculat distanța până la HESS J1731-347 și a constatat că este mult mai aproape decât se credea, la aproximativ 8.150 de ani-lumină.

Aceasta înseamnă că estimările anterioare ale altor proprietăți ale stelei neutronice trebuie să fie rafinate, inclusiv masa acesteia. În combinație cu observațiile luminii cu raze X emise de o stea neutronică (incompatibilă cu lumina cu raze X emisă de o pitică albă), Doroșenko și colegii au reușit să-și îmbunătățească raza la 10,4 km și masa la o valoare solară foarte mică de 0,77. mase.

Aceasta înseamnă că s-ar putea să nu fie de fapt o stea neutronică așa cum o știm noi, ci un obiect ipotetic care nu a fost recunoscut pozitiv în sălbăticie.

„Estimarea noastră de masă face din corpul compact central al lui HESS J1731-347 cea mai ușoară stea neutronică cunoscută până în prezent și, posibil, un obiect și mai exotic, adică o „stea extraterestră” candidată.” Cercetătorii scriu în lucrarea lor.

Conform teoriei, o stea exotică este foarte asemănătoare cu o stea neutronică, dar conține o proporție mai mare de particule fundamentale numite cuarcuri extraterestre. Quarcii sunt particule subatomice fundamentale care se combină pentru a forma particule complexe, cum ar fi protonii și neutronii. Quarcii vin în șase tipuri sau arome diferite, numite sus, jos, farmec, ciudat, sus și jos. Protonii și neutronii sunt formați din quarci sus și jos.

Teoria sugerează că, în mediul foarte comprimat din interiorul unei stele neutronice, particulele subatomice se dezintegrează în quarcii lor constitutivi. Conform acestui model, stelele exotice constau din materie formată din proporții egale de quarci sus, jos și ciudați.

Stele exotice ar trebui să se formeze sub aglomerări suficient de mari pentru a se strânge, dar din moment ce regulile pentru stelele neutronice iese pe fereastră atunci când sunt implicați destui quarci, nu există nici un rezultat final. Înseamnă că nu putem exclude posibilitatea ca această stea neutronică să fie de fapt o stea exotică.

Acest lucru ar fi foarte tare; Fizicienii caută materie de quarc și materie ciudată de quarc de zeci de ani. Cu toate acestea, în timp ce o stea ciudată este cu siguranță posibilă, cea mai mare posibilitate este ca ceea ce ne uităm să fie o stea neutronică – și asta e destul de mișto.

„Constrângerile obținute asupra masei și razei sunt încă pe deplin compatibile cu interpretarea standard a stelei neutronice și pot fi folosite pentru a îmbunătăți constrângerile astrofizice ale ecuației de stare a materiei dense la rece în această ipoteză.” Cercetătorii scriu.

„O astfel de stea neutronă ușoară, indiferent de presupusa sa compoziție internă, pare a fi un obiect foarte interesant din perspectivă astrofizică”.

Este dificil de stabilit cum s-ar fi format o astfel de stea neutronică ușoară conform modelelor noastre actuale. Deci, indiferent din care este făcut, obiectul dens din miezul lui HESS J1731-347 va avea ceva să ne învețe despre viața misterioasă a stelelor masive.

Cercetarea echipei a fost publicată în astronomie naturală.