Fale w tkaninie czasoprzestrzeni pomogą wykryć „dziwne gwiazdy”

Fale w tkaninie czasoprzestrzeni pomogą wykryć „dziwne gwiazdy”

Patrząc na fale w tkaninie czasoprzestrzeni, naukowcy wkrótce będą w stanie wykryć „dziwne gwiazdy” - obiekty utworzone z materiału, który radykalnie różni się od cząstek tworzących zwykłą materię.

Protony i neutrony tworzące jądra atomów składają się z kilku podstawowych cząstek, znanych jako kwarki. Istnieje tylko sześć rodzajów „smaków” kwarków: dolny, górny, dziwny, uroczy, uroczy i prawdziwy. Każdy proton lub neutron składa się z trzech kwarków: proton składa się z jednego i dwóch górnych kwarków, każdy neutron składa się z jednego górnego i dwóch niższych.

Teoretycznie materia może być również utworzona z innych smaków kwarków. Od 1970 roku naukowcy sugerują, że cząstki „dziwnej materii” mogą być tworzone z równej liczby górnych, dolnych i dziwnych kwarków. W zasadzie dziwna materia musi być cięższa i bardziej stabilna niż zwykła materia, a może nawet stać się zwykłą materią. Jednak eksperymenty laboratoryjne nie stworzyły jeszcze jednej cząstki dziwnej materii, więc jej istnienie pozostaje niepewne.

Jednym z miejsc, gdzie naturalnie może tworzyć się dziwna materia, jest jądro gwiazd neutronowych - pozostałości gwiazd, które zginęły w wyniku katastrofalnej eksplozji znanej jako supernowa. Gwiazdy neutronowe są zazwyczaj małe o średnicy około 12 mil (19 kilometrów) lub mniej więcej, ale tak gęste, że ważą tyle, co Słońce. Na przykład kawałek gwiazdy neutronowej, wielkości kawałka cukru, może ważyć 100 milionów ton. Pod niezwykłą mocą tego ekstremalnego ciężaru niektóre z niższych i wyższych kwarków, które tworzą gwiazdy neutronowe, mogą przekształcić się w dziwne kwarki, co prowadzi do powstawania dziwnych gwiazd z dziwnej materii.

Dziwna gwiazda, która czasami wyrzuca cząstki dziwnej materii, może szybko przekształcić gwiazdę neutronową obracającą się w podwójnym układzie gwiazd w gwiazdę dziwną. Badania pokazują, że gwiazda neutronowa, która zabiera ziarno dziwnej materii z dziwnej gwiazdy, może przekształcić się w gwiazdę dziwną w ciągu zaledwie 1 milisekundy.

Naukowcy sugerują, że mogą wykrywać dziwne gwiazdy, badając fale grawitacyjne gwiazd - niewidzialną falę w czasoprzestrzeni, którą Albert Einstein zasugerował jako część swojej teorii ogólnej teorii względności.

Fale grawitacyjne są emitowane z powodu przyspieszenia masy. Naprawdę duże fale grawitacyjne powstają z powodu bardzo dużych mas, takich jak para gwiazd neutronowych, łączących się ze sobą.

Para dziwnych gwiazd emituje fale grawitacyjne, które różnią się od tych, które emitują parę „normalnych” gwiazd neutronowych, ponieważ dziwne gwiazdy powinny być bardziej zwarte, twierdzą naukowcy. Na przykład gwiazda neutronowa o masie równej jednej piątej Słońca nie powinna mieć więcej niż 30 mil (30 km) średnicy, podczas gdy dziwna gwiazda o tej samej masie powinna mieć średnicę nie większą niż 10 mil (10 km).

Naukowcy sugerują, że zdarzenia związane z gwiazdami dziwnymi mogą wyjaśniać dwa krótkie skoki gamma - gigantyczne eksplozje trwające mniej niż 2 sekundy, obserwowane w przestrzeni kosmicznej w 2005 i 2007 roku. Laserowe interferometryczne obserwatorium fal grawitacyjnych (ang. Laser Interferometer Gravitational-Wave Observator, skrót LIGO) nie mogło wykryć fal grawitacyjnych z tych zdarzeń, zwanych GRB 051103 i GRB 070201. Fuzja gwiazd neutronowych jest wyjaśnieniem krótkich impulsów gamma, ale LIGO miał wykryć fale grawitacyjne z tych fuzji. Jednak, jak twierdzą naukowcy, jeśli w oba te wydarzenia zaangażowane były dziwne gwiazdy, LIGO nie mógł wykryć takich fal grawitacyjnych.

Jednak przyszłe badania będą w stanie wykryć te dziwne zjawiska gwiazdowe. Dzięki zastosowaniu dodatkowego laserowego interferometru obserwacyjnego z falą grawitacyjną (ALIGO), którego pierwsze uruchomienie zaplanowano na 2015 r., Naukowcy przewidują wykrycie około 0, 13 fuzji gwiazd neutronowych z dziwnymi gwiazdami rocznie (tj. Jedną taką fuzję co osiem lat). Dzięki teleskopowi Einsteina, który jest obecnie rozwijany w Unii Europejskiej, naukowcy spodziewają się ostatecznie wykryć około 700 takich zdarzeń rocznie.

Komentarze (0)
Szukaj