ممکن است اجرام کیهانی فرضی بسیار متراکم و عجیب و غریب به نام "ستارگان کوارکی عجیب" در جهان وجود داشته باشند. در حالی که اخترفیزیکدانان به بحث در مورد وجود ستاره‌های کوارکی ادامه می‌دهند، تیمی از فیزیکدانان کشف کرده‌اند که بقایای ادغام ستاره‌های نوترونی مشاهده‌شده در سال ۲۰۱۹ دقیقاً دارای جرم مورد نیاز برای یک جرم است.
وقتی ستارگان می میرند، هسته آنها به قدری منقبض می شود که به انواع جدیدی از اجرام تبدیل می شوند. به عنوان مثال، هنگامی که خورشید در نهایت از بین می رود، یک کوتوله سفید، یک توپ به اندازه یک سیاره از اتم های کربن و اکسیژن بسیار فشرده شده را پشت سر خواهد گذاشت. هنگامی که ستارگان حتی بزرگتر در انفجارهای فاجعه باری به نام ابرنواختر منفجر می شوند، ستاره های نوترونی را پشت سر می گذارند. این اجرام فوق‌العاده چگال تنها چند کیلومتر عرض دارند، اما جرم آنها می‌تواند چندین برابر خورشید باشد. همانطور که از نام آنها پیداست، آنها تقریباً به طور کامل از نوترون های خالص تشکیل شده اند و در واقع هسته های اتمی کیلومتری آنها را تشکیل می دهند.
ستاره های نوترونی آنقدر عجیب و غریب هستند که فیزیکدانان هنوز به طور کامل آنها را درک نکرده اند. اگرچه ما می‌توانیم مشاهده کنیم که ستاره‌های نوترونی چگونه با محیط خود برهم‌کنش می‌کنند و حدس‌های خوبی درباره اتفاقاتی که برای این ماده نوترونی در نزدیکی سطح می‌افتد می‌پردازیم، ترکیب هسته‌های آنها همچنان مبهم است.
مشکل این است که نوترون ها ذرات کاملاً بنیادی نیستند. اگرچه نوترون‌ها با پروتون‌ها ترکیب می‌شوند و هسته‌های اتمی را تشکیل می‌دهند، اما خود نوترون‌ها از ذرات کوچک‌تری به نام کوارک تشکیل شده‌اند.
شش نوع وجود دارد، یا رایحه ها، کوارک ها: بالا، پایین، بالا، پایین، عجیب و غریب و جذابیت. یک نوترون از دو کوارک پایین و یک کوارک بالا تشکیل شده است. اگر تعداد زیادی اتم را با هم مسطح کنید، آنها به یک توپ غول پیکر از نوترون تبدیل می شوند. بنابراین اگر تعداد زیادی نوترون را به هم فشار دهید، آیا آنها به یک توپ غول پیکر از کوارک ها تبدیل می شوند؟
پاسخ ها از «شاید» تا «مشکل است» متغیر است. مشکل اینجاست که کوارک ها واقعاً دوست ندارند تنها باشند. نیروی هسته ای قوی که کوارک های هسته را به هم متصل می کند، در واقع با افزایش فاصله افزایش می یابد. اگر بخواهید دو کوارک را به هم بکشید، نیرویی که آنها را به عقب می‌کشد افزایش می‌یابد. در نهایت، انرژی گرانشی بین آنها به قدری زیاد می شود که ذرات جدیدی در خلاء ظاهر می شوند، از جمله کوارک های جدید، که با خوشحالی با ذرات جدا شده پیوند می خورند.
اگر می خواستید از کوارک های بالا یا پایینی که یک نوترون را تشکیل می دهند یک جسم ماکروسکوپی ایجاد کنید، آن جسم خیلی سریع و بسیار شدید منفجر می شود.
اما شاید راهی وجود داشته باشد که از کوارک های عجیب و غریب استفاده می کند. کوارک‌های عجیب به خودی خود بسیار سنگین هستند و زمانی که به آنها اجازه استراحت داده می‌شود، به سرعت به کوارک‌های سبک‌تر بالا و پایین‌تر تجزیه می‌شوند. با این حال، وقتی تعداد زیادی کوارک با هم ترکیب شوند، فیزیک می تواند تغییر کند. فیزیکدانان کشف کرده‌اند که کوارک‌های عجیب می‌توانند با کوارک‌های بالا و پایین پیوند پیدا کنند و سه‌قلوهایی به نام ستاره ها، که می تواند پایدار باشد - اما فقط تحت فشارهای شدید.
اگر یک ستاره نوترونی را بیش از حد فشرده کنید، تمام نوترون‌ها توانایی خود را برای حمایت از ستاره از دست می‌دهند و منفجر می‌شود و سیاهچاله را تشکیل می‌دهد. اما ممکن است یک مرحله میانی وجود داشته باشد که در آن فشار به اندازه کافی بالا باشد تا نوترون ها را حل کند و یک ستاره کوارکی عجیب را تشکیل دهد، اما به اندازه کافی قوی نباشد که گرانش بر آن تسلط یابد.
ستاره شناسان انتظار ندارند ستارگان عجیب و غریب زیادی در جهان بیابند، این اجرام باید سنگین تر از ستارگان نوترونی باشند اما از سیاهچاله ها سبک تر باشند و جای زیادی برای مانور وجود ندارد. و از آنجایی که ما فیزیک ستارگان عجیب و غریب را به طور کامل درک نمی کنیم، حتی جرم دقیقی که ستارگان عجیب می توانند در آن وجود داشته باشند را نمی دانیم.
اما تیمی از اخترشناسان اخیراً به GW190425، یک رویداد موج گرانشی ناشی از ادغام دو ستاره نوترونی مشاهده شده در سال 2019، نگاه کردند. همراه با حجم عظیم امواج گرانشی، ادغام ستارگان نوترونی منجر به تشکیل کیلونووا می شود، انفجاری که قوی تر از یک نواختر معمولی اما ضعیف تر از یک ابرنواختر است. اگرچه اخترشناسان قادر به تشخیص سیگنال الکترومغناطیسی از این رویداد نبودند، آنها رویداد مشابهی را در سال 2017 مشاهده کردند که هم امواج گرانشی و هم تشعشع را تولید کرد.
هنگامی که دو ستاره نوترونی با هم ادغام می شوند، بسته به جرم، چرخش و زاویه برخورد آنها چندین گزینه برای توسعه رویدادها وجود دارد. بر اساس محاسبات نظری، ستارگان نوترونی می توانند یکدیگر را نابود کنند، سیاهچاله ای تشکیل دهند یا ستاره نوترونی کمی پرجرم تر ایجاد کنند.
و طبق یک مطالعه جدید، این برخوردهای کیهانی می تواند منجر به تشکیل یک ستاره کوارکی عجیب شود.
این تیم تخمین زد که جرم جسم باقی مانده از ادغام 2019 چیزی بین 3,11 تا 3,54 جرم خورشید است. بر اساس بهترین درک ما از ساختار ستارگان نوترونی، این جرم بیش از حد است و باید در یک سیاهچاله منفجر می شد. اما همچنین در محدوده جرم مجاز مدل‌های ساختاری این ستاره‌های عجیب قرار می‌گیرد.
هنوز خیلی زود است که بگوییم که آیا 190425 GW2019 اولین رصد ما از یک ستاره کمیاب با کوارک عجیب است یا خیر، اما مشاهدات آینده (و کارهای تئوری بیشتر) ممکن است به ستاره شناسان کمک کند مکان یکی از این موجودات عجیب و غریب را مشخص کنند.
شما می توانید به اوکراین در مبارزه با مهاجمان روسی کمک کنید. بهترین راه برای انجام این کار، کمک مالی به نیروهای مسلح اوکراین است Savelife یا از طریق صفحه رسمی NBU.
همچنین بخوانید:
- ستارگان عظیم می توانند سیارات را "دزدیدن" کنند
- برخورددهنده بزرگ هادرونی به یافتن راه جدیدی برای اندازه گیری جرم کوارک کمک کرد