В широких кругах нейтронные звёзды давно и прочно закрепили за собой звание самых плотных и компактных объектов во Вселенной, за исключением, конечно же, чёрных дыр. Однако, расчёты показывают, что могут существовать звёзды, которые по размеру будут ещё меньше, чем нейтронные, но будут обладать большей массой. Их называют кварковые звёзды. Что это такое и откуда они берутся? Давайте разбираться вместе.
Из школьного курса физики большинство знают, что вещество вокруг нас состоит из атомов, они, в свою очередь, состоят из ядра и электронов, а в ядре находятся протоны и нейтроны. Знания большинства людей о микрочастицах обычно на этом и заканчиваются, но протоны и нейтроны тоже имеют составные части, каждый из них состоит из трёх меньших частиц — кварков.
Согласно современным представлениям, кварки в обычных условиях не могут существовать по одиночке, они всегда образуют, частицу состоящую из нескольких кварков. Но иногда в нейтронной звезде складываются некоторые условия и это правило может нарушаться, происходит так называемый кварковый деконфайнмент.
Когда погибает достаточно массивная звезда, из неё образуется нейтронная звезда, она имеет огромную массу, чрезвычайно маленькие размеры и вращается с огромной скоростью, иногда делая тысячи оборотов в секунду. Максимальная масса нейтронной звезды составляет по разным оценкам от 2,5 до 3 масс Солнца, при большей массе нейтронная звезда просто схлопнется в чёрную дыру.
Кварковые звёзды могут образоваться из самых массивных нейтронных звёзд, близких к тому, чтобы стать чёрной дырой. Когда такие нейтронные звёзды замедляют своё вращение, центробежная сила становится меньше, и гравитация сильнее сжимает ядро нейтронной звезды. Из-за высоких давления и температуры в ядре, нейтроны там начинают распадаться на кварки, образуя кварковую материю. Этот процесс может ограничиться ядром, но при определённых обстоятельствах должен охватывать всю нейтронную звезду и всё её вещество будет состоять из отдельных кварков. В любом случае звезда считается кварковой.
При переходе в кварковое состояние звезда существенно сжимается, по разным оценкам её диаметр должен уменьшаться в 1,5-2,5 раза. Также при этом должна происходить кварковая новая — взрывное выделение энергии, по расчётам, оно должно в 100 000 раз превышать энергию взрыва обычной сверхновой и быть самым ярким событием во Вселенной.
На данный момент подтверждения существованию кварковых звёзд нет, но есть несколько кандидатов в них. Это может быть обусловлено тем, что кварковые звёзды должны быть чрезвычайно редкими, по расчётам ежедневно во всей наблюдаемой Вселенной должно образовываться всего две кварковые новые, а наблюдать уже образовавшиеся кварковые звёзды невероятно трудно, а ещё труднее отличить их от нейтронных звёзд.
Автор: Фёдор Карасенко.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon.