Экзоты среди экзотов. Самые экзотические объекты во Вселенной из всех возможных.
Звездное небо ещё в глубокой древности зачаровывало людей. Древних философов оно вдохновляло на построение теории мироздания, античные поэты видели там очертания персонажей греческой и римской мифологии, а астрономы пытались понять природу этих загадочные ночных огней, горящих холодным светом сотни и тысячи лет подряд.
С тех пор минуло много веков. Знания, полученные за это время помогли людям приблизиться к понимаю природы звёзд и звёздных скоплений. Но как оказалось, что чем больше мы узнаём о Вселенной, тем больше загадок она нам преподносит. Давайте же сегодня поговорим об экзотических объектах. Причём не о тех, которые у всех на слуху — нейтронные звёзды, чёрные и белые дыры, тёмная материя и энергия, а о совсем экзотических, в основном построенных на теоретических изысканиях, т.е. требующих подтверждения своего существования. Но это ничего, ведь и чёрные дыры с нейтронными звёздами сравнительно недавно покинули категорию объектов, существующих только теоретически.
Итак, начнём.
Звёзды рождаются живут и умирают по различным сценариям, но всё же большинство из них на завершающем этапе своей жизни должно превратиться либо в белого карлика, это участь звёзд типа нашего Солнца, либо в нейтронную звезду, это в том случае, если её масса не превысит предел Чандрасекара, а уже если звезда совсем массивная, то её ждёт участь чёрной дыры — гравитационной могилы, объекта откуда обратно ни свет, ни материя уже выбраться не могут.
Но как оказалось, возможен ещё один удивительный вариант. Бывают такие звёзды, которые по массе немного не дотягивают до того, чтобы схлопнуться в чёрную дыру. Сильнейшая гравитация при этом будет стараться сжать такой объект до состояния сингулярности, но нейтроны, подчиняясь принципу Паули не дают этого сделать и звезда становится равновесной.
Довольно долго считалось, что такие нейтронные звёзды будут очень долго оставаться равновесными, остывая на протяжении триллионов лет. Однако по мере того, как менялись представления о физике материи, учёные начали высказывать предположение о том, что может существовать особый тип звёзд, который мог бы появиться, если бы дегенеративное давление нейтронного ядра прекратилось. При том, колоссальном давлении, которое существует в центре такого объекта, материя приобретает совершенно экзотические свойства. Например, температура в центре звезды может достигать 100 миллионов градусов, нейтроны будут в таких условия сверхтекучими, а протоны сверхпроводящими и это будет самый высокотемпературный сверхпроводник! Плотность материи там будет превышать плотность атомного ядра, булавочная головка в миллиметр диаметром будет весить миллиард тонн! Но самое интересно в данном случае это то, что при таких условиях нейтроны скорее всего будут распадаться на кварки.
Путь образования кварковых звезд — это фазовый переход от адронной к кварковой материи в недрах субкритических по массе нейтронных звезд. Для иллюстрации данной теории иногда привлекают элементарные геометрические выкладки. Если мы знаем размер и массу нуклона, то будет легко себе представить, что уже в атомных ядрах, находящихся в обычных условиях, с плотностью около 280 миллионов тонн на миллилитр нуклоны почти соприкасаются. Представляется вполне естественным, что при намного более высокой плотности во внутреннем ядре тяжёлой нейтронной звезды нуклоны будут попросту раздавлены и кварки смогут свободно перемещаться по всему внутреннему ядру звезды. Объединение кварков по три в нуклоны перестаёт существовать, и образовавшееся вещество можно рассматривать как кварковую жидкость или некий кварковый бульон.
Вторым вариантом существования кварковых звёзд могут быть странные реликтовые объекты, сохранившиеся с времён начала нашей Вселенной.
Первое упоминание о кварковых звездах было сделано в заметке Ито 1970 года, а в 1971 году Бодмер показал возможность существования странного кваркового вещества, составленного из трех типов кварков — u, d и s. Если составить вещество только из кварков u и d, то оно при низком давлении распадется на обычные нуклоны, а странное кварковое вещество устойчиво даже при нулевом давлении. Особую популярность эта идея приобрела после появления в 1984 году статьи Виттена о кварковых крупицах — сгустках невидимого кваркового вещества, составленного из u, d и s-кварков, которое может быть стабильным. Согласно Виттену, такие крупицы (их еще называют «странглеты», или «страпельки») могли остаться во Вселенной после Большого взрыва и образовать темную материю, а объединяясь под действием гравитации, они могли бы сформировать кварковые звезды. Другое название таких звезд — странные звезды.
До настоящего времени существование кварковых звёзд считается не доказанным. При этом продолжается отбор пульсаров в кандидаты в кварковые звёзды. Одним из таких пртендентов считается быстро вращающийся пульсар XTE J1739-285.
Ещё одним кандидатом в кварковые звёзды считается объект RX J1856.5-3754. Первоначально считалось что это нейтронная звезда, однако в 2002 году Дж. Дрейк с коллегами с помощью уточнённых данных, полученных телескопом «Чандра», предположил, что тело может быть кварковой звездой, удалённой от Солнечной системы на расстояние около 400 световых лет, с радиусом 3,8—8,2 км (против 12 км у нейтронной) Это предположение, однако, впоследствии не подтвердилось.
Ещё одного кандидата предложили астрономы из канадского университета в Калгари. Он считают, что остаток яркой сверхновой, обнаруженной 18 сентября 2006 года SN 2006gy, возможно, является кварковой звездой. Но тем не менее поиски идут и шансы того, что кварковые звёзды будут найдены, постепенно увеличиваются.
Читайте так же о других экзотических объектах — преонных звёздах
Если вам понравилась статья, подписывайтесь на канал, ставьте лайки, это позволяет автору создавать больше интересных материалов и глубже раскрывать суть тематики канала о Вселенной.
