40 років пошуків: астрономи вперше виявили зірку, що складається з дуже незвичайної матерії

У Всесвіті існують дуже різні зірки. Деякі з них мають дуже незвичні властивості, але є ті, які вважаються найбільш незвичайними. Їх називають дивними кварковими зірками і поки що їх ніхто ще ніколи не бачив, хоча теоретично вони мають існувати. Тепер же астрономи вважають, що вони вперше виявили народження такої зірки. Дослідження опубліковано на сервері препринтів arXiv, пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Дивні кваркові зірки

Згідно з теорією, у Всесвіті мають існувати дивні кваркові зірки. Це дуже компактні об'єкти, які менші за звичайну нейтронну зірку, діаметр якої становить приблизно 20 км. Якщо нейтронні, які мають дуже велику масу в маленькому об'ємі, є одними з найщільніших об'єктів у Всесвіті, складаються з нейтронів (частка ядра атома), то дивні кваркові зірки є ще щільнішими і нейтрони в них розщеплюються на кварки. Але і це ще не все. Якщо нейтрон складається з верхнього і нижнього кварка, то в дивних кваркових зірках ці кварки під дією гравітації перетворюються на рідкісний тип кварка — дивний кварк. Тому гіпотетичні зірки мають таку назву — дивні кваркові зірки.

Як уже писав Фокус, зараз багато зірок відрізняються від тих, що існували в ранньому Всесвіті. Вчені змогли з'ясувати, яким чином вони формувалися насправді.

Згідно з існуючими теоріями, дивні кваркові зірки складаються з дивної матерії, яка складається з суміші верхнього, нижнього і дивного кварків. Вважається, що ця матерія може бути більш стабільною, ніж у нейтронних зірках, гравітація яких не дає змоги розділити нейтрони на кварки. Нейтронні зірки виникають після того, як масивні зірки вибухають надновою, а їхнє ядро стискається під дією власної гравітації.

Народження зірки, що складається з дивної матерії

Теорії кажуть, що дивні кваркові зірки повинні зустрічатися дуже рідко у Всесвіті. Але поки що немає доказів, що вони взагалі існують. Але автори нового дослідження вважають, що вони вперше отримали такі докази.

Астрономи вивчили гамма-сплеск GRB 240529A, який, як вважають учені, вказує на народження дивної кваркової зірки. Гамма-сплески, потужні викиди енергії та випромінювання, виникають, як вважається, внаслідок створення чорних дір зоряної маси (виникають так само, як і нейтронні зірки), або ж унаслідок створення магнетара.

Це один із видів нейтронних зірок і магнетари мають найсильніші магнітні поля у Всесвіті. Є певні умови, за яких нейтронна зірка перетворюється на магнетар.

Вчені вважають, що магнетари можуть стискатися під дією своєї гравітації в більш щільні та компактні об'єкти, які можуть бути дивними кварковими зірками. Унаслідок цього процесу виникне викид гамма-випромінювання, і автори дослідження вважають, що GRB 240529A виник при народженні дивної кваркової зірки. На це вказують різні аспекти гамма-сплеску, які показують стадії перетворення нейтронної зірки на магнетар, потім на дивну кваркову зірку, яка згодом уповільнює своє обертання. Нейтронні зірки обертаються дуже швидко.

Астрономи кажуть, що їхні дані узгоджуються з теорією про народження дивної кваркової зірки. Але необхідні додаткові докази, щоб підтвердити теорію про існування незвичайних зірок із дивної матерії, що виникла майже 40 років тому.

Як уже писав Фокус, фізики розкрили один з головних секретів чорних дір. Нове дослідження може пояснити, чому деякі активні ядра галактик набагато яскравіші, ніж передбачають теоретичні моделі.