Очень странные тела. Эти звезды не похожи ни на что другое, что вы когда-либо видели

Наша Вселенная может быть наполнена очень необычными объектами, которые называются кварковыми звездами. Они похожи на обычные нейтронные звезды, но в то же время отличаются от них. Пока что ученые не обнаружили такие гипотетические звезды, но это не значит, что они не существуют. Если их обнаружить и изучить, то это может привести к открытию совершенно новой физики. О кварковых звездах рассказал изданию Popular Mechanics космолог Пол Саттер из Университета Стоуни-Брук.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Нейтронные звезды

Астрофизики хорошо знают, как появляются нейтронные звезды. Для этого нужно, чтобы звезда, размером минимум в 8-10 раз больше Солнца, в конце своей жизни начала сжиматься под действием собственной гравитации. При этом плазма сжимается очень быстро, электроны проникают внутрь протонов и превращают их в нейтроны. Если давление слишком давление слишком большое, то появится черная дыра, но если подходящее для образования нейтронной звезды, то часть плазмы улетит в космос в результате взрыва сверхновой. В итоге останется маленький остаток некогда огромной звезды диаметром примерно в 20 км. Это и есть нейтронная звезда.

При этом этот маленький, один из самых плотных объектов во Вселенной, имеет массу, которая в несколько раз больше массы Солнца. При этом нейтронные звезды обладают просто огромной гравитацией. Нейтронные звезды почти полностью состоят из нейтронов, которые сжаты настолько сильно, что плотность этих звезд превышает плотность ядра атома. Внутри нейтронных звезд также плавают протоны и электроны.

Кварки

Нейтроны состоят из более маленьких частиц – кварков. Всего существует шесть видов кварков: верхний, нижний, очарованный, истинный, прелестный и странный. Самыми легкими и наиболее распространенными кварками являются верхние и нижние. Два верхних кварка и один нижний образуют протоны, а два нижних кварка и один верхний образуют нейтроны.

Давление в ядрах нейтронных звезд настолько сильное, что нейтроны просто растворяются. Это позволяет верхним и нижним кваркам свободно перемещаться, но такая конфигурация не является стабильной. Вместо этого они быстро превращаются в странные кварки, которые являются более стабильными.

Ученые пока что не знают, есть ли у нейтронных звезд ядро, состоящее из странных кварков, ведь физика натронных звезд настолько сложная и нет возможности заглянуть внутрь этих звезд.

Теоретически в космосе может произойти ситуация, когда существующая огромная звезда слишком большая, чтобы создать нейтронную звезду и слишком маленькая, чтобы создать черную дыру. Может ли быть что-то среднее? Сами нейтронные звезды со временем также превращаются в черные дыры.

Кварковые звезды

Но мы не до конца понимаем физику странных кварков при экстремальной плотности. Возможно, они способны обеспечить стабильность таких объектов, как кварковые звезды. Такие странные звезды, состоящие почти полностью из свободно плавающих странных кварков, будут выглядеть как обычные нейтронные звезды. Но они будут меньше по размеру, их масса будет больше, как и температура. Поэтому, можно предположить, что на самом деле многие нейтронные звезды, которые имеют немного отличные характеристики, на самом деле является хорошо замаскированными кварковыми звездами.

Хотя астрофизики знают, как их различить. Оба типа звезд быстро вращаются и выпускают сильное излучение. То, из чего состоит такая звезда, то есть это нейтронная материя или кварковая материя, может изменить сигнатуру излучения и таким образом раскроет истинную природу объекта.

Еще кварковые звезды можно обнаружить с помощью столкновений между звездами. Иногда нейтронные звезды появляется в двойных звездных системах и в конечном итоге обе звезды сталкиваются друг с другом. В результате возникает взрыв килоновой. Пока что ученые обнаружили слишком мало таких взрывов, чтобы определить, какие звезды столкнулись – нейтронные или кварковые.

"Астрономы все еще ищут кварковые звезды. Одним из главных препятствий на пути поиска является то, что мы еще не до конца понимаем, как они будут себя вести. Наших знаний пока недостаточно. Но эти кварковые звезды представляют собой самую экстремальную форму материи за пределами черной дыры, поэтому их обнаружение открывает путь к новой физике", — говорит Саттер.

Фокус уже писало том, что ученые рассказали, что такое Большой взрыв, что было до него и как исчезнет Вселенная.