В широких кругах нейтронные звезды давно и прочно закрепили за собой звание самых плотных и компактных объектов во Вселенной, за исключением, конечно, черных дыр. Однако расчеты показывают, что могут быть звезды, которые будут даже меньше по размеру, чем нейтронные звезды, но будут иметь большую массу. Их называют кварковыми звездами. Что это такое и откуда они берутся? Давайте узнаем вместе.
Из школьного курса физики большинство людей знает, что вещество вокруг нас состоит из атомов, в свою очередь, из ядра и электронов, а в ядре есть протоны и нейтроны. На этом знания большинства людей о микрочастицах обычно заканчиваются, но у протонов и нейтронов также есть строительные блоки, каждая из которых состоит из трех более мелких частиц: кварков.
Строение материи. Источник: https://starcatalog.ru
Согласно современным представлениям, кварки в обычных условиях не могут существовать сами по себе, они всегда образуют частицу, состоящую из нескольких кварков. Но иногда в нейтронной звезде возникают определенные условия, и это правило может быть нарушено, происходит так называемое деконфайнмент кварков.
Когда достаточно массивная звезда умирает, из нее образуется нейтронная звезда, имеющая огромную массу, чрезвычайно малые размеры и вращающуюся с огромной скоростью, иногда совершая тысячи оборотов в секунду. Максимальная масса нейтронной звезды по разным оценкам составляет от 2,5 до 3 масс Солнца; с большей массой нейтронная звезда просто схлопнется в черную дыру.
Нейтронная звезда глазами художника.
Кварковые звезды могут образовываться из самых массивных нейтронных звезд, близких к черной дыре. Когда такие нейтронные звезды замедляют свое вращение, центробежная сила уменьшается, и гравитация сильнее сжимает ядро нейтронной звезды. Из-за высокого давления и температуры в ядре нейтроны начинают распадаться на кварки, образуя кварковую материю. Этот процесс может быть ограничен ядром, но при определенных обстоятельствах он должен охватывать всю нейтронную звезду, и вся ее материя будет состоять из отдельных кварков. В любом случае звезда считается кварковой звездой.
При переходе в кварковое состояние звезда значительно сжимается; по разным оценкам его диаметр должен уменьшиться в 1,5-2,5 раза. Кроме того, в этом случае должна произойти кварковая новая: взрывное выделение энергии, согласно расчетам, должно быть в 100000 раз больше энергии обычного взрыва сверхновой и быть самым ярким событием во Вселенной.
Сравнение размеров нейтронной звезды и кварковой звезды.
На данный момент нет подтверждения существования кварковых звезд, но есть несколько кандидатов на них. Это может быть связано с тем, что кварковые звезды должны быть крайне редкими, по расчетам, только две кварковые новые должны образовываться каждый день во всей наблюдаемой Вселенной, а наблюдать уже сформированные кварковые звезды невероятно сложно, а еще труднее чтобы отличить их от нейтронных звезд.
Автор: Федор Карасенко.
Поднимите вверх, чтобы увидеть больше статей о космосе и науке в вашей ленте!
Подпишитесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в Telegram и YouTube. Там вы можете прочитать большое количество интересных материалов и задать свой вопрос. Вы можете оказать финансовую поддержку нашему каналу через patreon.
- Хотите связаться со мной?
