• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Finns det något sätt att upptäcka konstiga kvarkstjärnor trots att de ser ut som vita dvärgar?

    Neutronstjärna vs en kvarkstjärna. Kredit:CXC/M. Weiss

    Materia är uppbyggd kring kvarkar, bildar kärnorna i atomerna och molekylerna. Även om det finns sex typer av kvarkar, reguljär materia innehåller bara två:uppkvarkar och nedkvarkar. Protoner innehåller två ups och en down, medan neutroner innehåller två nedgångar och en uppåt. På jorden, de andra fyra typerna ses bara när de skapas i partikelacceleratorer. Men några av dem kan också förekomma naturligt i täta föremål som neutronstjärnor.

    Standardmodellen för neutronstjärnor hävdar att neutroner förblir i stort sett intakta i sitt inre. Således, en neutronstjärna är som en enorm atomkärna som hålls samman av gravitationen snarare än den starka kärnkraften. Men astronomer förstår inte helt hur neutroner interagerar vid extrema temperaturer och densiteter. Det är möjligt att inom en neutronstjärna, neutronerna bryts ner till en soppa av kvarkar, bildar vad som kallas en kvarkstjärna. Quarkstjärnor skulle se ut som neutronstjärnor men skulle vara något mindre.

    Om kvarkstjärnor finns, då är det möjligt att högenergiska upp och ner kvarkar kan kollidera och skapa konstiga kvarkar. Konstiga kvarkar är mycket tyngre än upp och ner kvarkar, så de skulle tendera att bilda en ny typ av nukleon som kallas strangelets. En enkel strangelet skulle bestå av en up, ner och en märklig kvarg. Eftersom strangelets är mycket tätare än protoner och neutroner, kontakt mellan de två skulle slita isär protonerna och neutronerna för att skapa fler strangelets. Väsentligen, om främmande ämnen kommer i kontakt med vanliga ämnen, det tar inte lång tid förrän det omvandlas till märklig materia. Du kan ha allt från konstiga stjärnor till konstiga planeter.

    Konstiga kvarkar kan förekomma i vanliga nukleoner. Kredit:APS/Alan Stonebraker

    Även om konstig materia är en intressant idé, det är inte populärt. Till att börja med, om konstig kvarkmateria bildas i några neutronstjärnor, det borde bildas i dem alla, får dem att kollapsa. Men vi ser massor av neutronstjärnor som är för stora för att vara konstiga kvarkar. Det finns också det faktum att konstiga kvarkar kan dyka upp i vanliga protoner och neutroner. Till exempel, även om en proton är gjord av två uppkvarkar och en nedkvarkar, det är egentligen bara ett genomsnitt. Kvantfluktuationer gör att konstiga kvarkar kan dyka upp under korta tidsperioder. Men de är inte stabila och omvandlar inte nukleoner till konstig materia. Så om konstig materia existerar, det finns sannolikt bara inom stora, täta föremål.

    Fortfarande, det är värt att leta efter konstiga materiaobjekt i universum, och nyligen, en studie har hittat några kandidater. Studien sökte efter en typ av föremål som kallas konstiga dvärgar. Dessa hypotetiska föremål har en massa som liknar en vit dvärg, men istället för att vara gjord av vanlig materia i ett degenererat tillstånd, de är gjorda av märklig kvargmateria. Som ett resultat, de skulle vara mycket mindre än vita dvärgar.

    För att hitta dessa föremål, teamet tittade på data från Montreal White Dwarf Database (MWDD), som har data om mer än 50, 000 vita dvärgar. För cirka 40, 000 av dem, databasen listar både massan och ytgravitationen för de vita dvärgarna. Massan av en vit dvärg kan bestämmas av dopplerförskjutningen av dess ljus när den kretsar runt en följeslagare eller genom gravitationslinser, medan ytgravitationen kan mätas genom gravitationsrödförskjutningen av dess ljus.

    Om du känner till massan och yttyngdkraften för en stjärna, du kan enkelt beräkna dess radie. Teamet gjorde detta och jämförde sedan resultaten med mass- och radieförhållandet för vita dvärgar. De flesta av dem följde relationen, men åtta av stjärnorna gjorde det inte. De var mycket mindre i storlek och matchade förutsägelser för en kvarkdvärg.

    Uppgifterna i detta arbete är inte tillräckligt starka för att bevisa att dessa föremål är konstiga dvärgar, men de är värda att studera vidare. Något är konstigt med dem, och det skulle vara bra att avgöra om det beror på konstiga kvarkar eller något annat.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com