Το ελαφρύτερο γνωστό αστέρι νετρονίων που βρέθηκε ποτέ μπορεί να είναι ένα παράξενο νέο αστρικό αντικείμενο

Όταν αστέρια με μάζα μεταξύ 10 και 25 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου γίνονται σουπερνόβα, αφήνουν πίσω τους ένα αστέρι νετρονίων:ένα αντικείμενο τόσο πυκνό που ένα κουταλάκι του γλυκού από το υλικό του ζυγίζει όσο ένα βουνό. Οι αστρονόμοι αναφέρουν νέες μετρήσεις του HESS J1731-347, ενός αστέρα νετρονίων που σπάει ρεκόρ. Με εκτιμώμενη μάζα μόλις 0,77 φορές τον Ήλιο μας, θα μπορούσε να είναι το ελαφρύτερο αστέρι νετρονίων ποτέ. Λοιπόν, ίσως – η ομάδα προτείνει επίσης ότι μπορεί να είναι κάτι εντελώς άλλο.

«Η εκτίμηση μάζας μας καθιστά το CCO στο HESS J1731-347 το ελαφρύτερο αστέρι νετρονίων που είναι γνωστό μέχρι σήμερα, και δυνητικά ένα πιο εξωτικό αντικείμενο—δηλαδή ένα υποψήφιο «παράξενο αστέρι». Τονίζουμε ότι ενώ το πρώτο μέρος της παραπάνω δήλωσης είναι ένα ισχυρό αποτέλεσμα, το δεύτερο είναι μια ενδιαφέρουσα πιθανότητα που συνάδει με την ανάλυσή μας», έγραψαν οι συγγραφείς στη νέα τους εργασία.

Έκαναν τις εκτιμήσεις χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις ακτίνων Χ από το παρατηρητήριο XMM-Newton και ακριβείς μετρήσεις απόστασης από τη Γαία. Το HESS J1731-347 περιγράφεται ως το κεντρικό συμπαγές αντικείμενο (CCO) στον πυρήνα ενός υπολείμματος σουπερνόβα, του νέφους των συντριμμιών που παράγεται όταν ένα αστέρι εκρήγνυται.

Η εκρηκτική κατάρρευση των μεγάλων αστεριών δημιουργεί κάποιες ακραίες συνθήκες. Κατά τη διάρκεια του σουπερνόβα, ο πυρήνας του άστρου υφίσταται τόσο υψηλή πίεση που τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια στα άτομα που υπάρχουν συγχωνεύονται για να παράγουν νετρόνια. Τα νετρόνια είναι ηλεκτρικά ουδέτερα (όπως υποδηλώνει το όνομα) επομένως δεν υπάρχει ηλεκτρομαγνητική απώθηση. Παρά το βάρος του σαν τον Ήλιο, το αστέρι νετρονίων δεν είναι πολύ μεγαλύτερο από μια πόλη. Σε αυτές τις απίστευτες πυκνότητες, επικρατούν κβαντομηχανικά φαινόμενα, εμποδίζοντας τα αστέρια νετρονίων να μετατραπούν σε μαύρες τρύπες.

Οι φυσικοί θεωρούν ότι κατά τη διάρκεια του σχηματισμού, η φυσική που παίζει θα μπορούσε να πάει ένα βήμα παραπέρα.

Τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούνται από τρίδυμα κουάρκ Up και Down – αυτή είναι η τυπική διαμόρφωση της κανονικής ύλης. Ωστόσο, κάτω από ακραίες συνθήκες, μπορείτε να αποκτήσετε ένα πλάσμα κουάρκ-γλουονίων, όπου τα γκλουόνια είναι τα σωματίδια που μεσολαβούν στην ισχυρή πυρηνική δύναμη και διατηρούν τα πρωτόνια και τα νετρόνια μαζί στα άτομα. Η ύλη κουάρκ είναι ένας διαφορετικός τύπος φάσης ύλης και πάλι υπό ακραίες αλλά διαφορετικές συνθήκες από το πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων.

Συγκεκριμένα, μια διαμόρφωση που φαίνεται σταθερή στα θεωρητικά μοντέλα είναι ένα περίεργο αστέρι κουάρκ. Το παράξενο κουάρκ είναι μια βαρύτερη εκδοχή του κάτω κουάρκ. Σε αυτό το σενάριο, καθώς το αστέρι καταρρέει, όλη αυτή η ύλη μετατρέπεται σε παράξενα κουάρκ. Περισσότερες από τις παρατηρήσεις αυτού και άλλων παρόμοιων αντικειμένων θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να καταλάβουμε αν αυτά τα παράξενα αστέρια είναι πραγματικά εκεί έξω στον κόσμο.

Η έρευνα δημοσιεύεται στο Nature Astronomy.