Астрономы обнаружили в космосе гипотетическую «странную звезду»




Фото из открытых источников
Компактный объект XMMU J173203.3-344518, с массой примерно в три четверти нашего Солнца, втиснутый в шар, который мог бы удобно расположиться внутри Манхэттена, безусловно, примечателен. Его, пожалуй, можно назвать странным.
 
Новое исследование, проведенное астрофизиками из Университета Сан-Паулу и Федерального университета ABC в Бразилии, подтверждает, что этот умопомрачительно плотный сгусток звездного вещества может быть действительно странным, но, возможно, не таким, как можно было бы подумать. Это исследование было принято в Astronomy and Astrophysics Letters и в настоящее время доступно на arXiv.
 
В прошлом году исследователи из Института астрономии и астрофизики Тюбингенского университета в Германии повторно оценили расстояние между нами и крошечным «трупом» мертвой звезды, вращающейся внутри остатка сверхновой HESS J1731-347.
 
На расстоянии всего 8 150 световых лет пересмотренная близость оказалась ниже предыдущей оценки примерно в 10 000 световых лет. Новое расстояние потребовало пересчета характеристик компактного объекта, в частности его размера и массы.
 
Когда у звезд определенной массы заканчивается горючее, из которого их гравитация может легко уничтожить дневной свет, они коллапсируют в космическом ударе тепла и электромагнетизма, который сносит часть их внешних слоев.
 
Все, что осталось, — это объект настолько плотный, что его атомы плотно прижаты друг к другу. Глубоко внутри его ядра электроны втиснуты в свои ядра, заставляя протоны терять свой заряд и превращаться в нейтроны. Это и есть новорожденная нейтронная звезда.
 
Если массы достаточно, вся эта добавленная гравитация преодолевает критические ядерные силы, превращая материю во что-то невообразимое, вместо этого создавая черную дыру. Однако масса слишком мала, и атомы остаются дружественными соседями внутри так называемого белого карлика.
 
Считается, что этот нижний предел массы нейтронной звезды составляет чуть больше одной солнечной массы. Самая легкая обнаруженная на данный момент масса всего в 1,17 раза больше массы Солнца.
 
XMMU J173203.3-344518 с массой 77% солнечной массы не просто рекордсмен, она прямо сбивает с толку. Нейтронные звезды не должны быть такими маленькими.
 
Это означает, что это может быть вовсе не нейтронная звезда. Вместо этого исследователи предположили, что это был объект, называемый странной звездой, состоящий в основном из частиц, известных как странные кварки.
 
Начав с того места, где остановилось это последнее исследование, это новое исследование вернулось к необычно маленькому компактному объекту внутри HESS J1731-347 и дважды проверило его массу, радиус и температуру поверхности.
 
Сравнив свои результаты с уравнениями странной материи и спекулятивными моделями их образования в сверхновых, команда пришла к выводу, что этот странный маленький объект по-прежнему имеет все признаки гипотетической странной звезды.
 
Кварки — это фундаментальные частицы, которые группируются в трио, образуя барионы. Двумя наиболее известными примерами этих групп являются протоны и нейтроны ядерных частиц.
 
Сконцентрируйте достаточно энергии в одном месте, и эти сгустки кваркового совершенства смогут преодолеть силы, связывающие их, чтобы собраться во что-то менее структурированное. Поместите этот горячий суп под достаточное давление, и его кварки могут представить новую форму материи, которую можно назвать, что неудивительно, кварковой материей.
 
Кварки бывают разных форм и вкусов. «Верхний» и «нижний» ароматы смешиваются и сочетаются, образуя протоны и нейтроны. При достаточном давлении нижние кварки могут трансформироваться в верхние кварки, которые, в свою очередь, могут перейти в другой аромат — странный кварк.
 
Пока неясно, как сверхкомпактный объект, состоящий в основном из странных кварков, появляется из сверхновой, хотя некоторые модели предполагают, что кварковая материя обычно развивалась с самого начала коллапса.
 
В довольно уникальных условиях что-то заставляет эту материю доминировать, высвобождая еще больше энергии при коллапсе, чтобы стряхнуть больше массы, чем обычно, оставив этот излишек кварков позади.
 
Возвращаясь к последнему исследованию, его пересмотренные оценки возраста и температуры поверхности XMMU J173203.3-344518, а также радиуса и крошечной массы объекта согласуются с условиями охлаждения, которые намекают на его странный состав.
 
Это не значит, что можно исключить что-то более «нормальное». Это дает астрономическому сообществу еще больше причин направить свои телескопы на XMMU J173203.3-344518, учитывая, что это знаковый случай.
 
Как утверждают авторы, «преждевременно претендовать на какой-либо более строгий вывод, хотя это важный случай, и другие открытия могут дополнить общую картину».