Evrende "garip kuark yıldızları" olarak bilinen aşırı yoğun ve egzotik varsayımsal kozmik nesneler var olabilir. Astrofizikçiler kuark yıldızlarının varlığını tartışmaya devam ederken, bir fizikçi ekibi 2019'da gözlemlenen bir nötron yıldızı birleşmesinin kalıntısının tam olarak bir olması gereken kütleye sahip olduğunu keşfetti.
Yıldızlar öldüğünde çekirdekleri o kadar büzülür ki yeni tür nesnelere dönüşürler. Örneğin, Güneş sonunda söndüğünde, geride bir beyaz cüce, gezegen boyutunda, yüksek oranda sıkıştırılmış karbon ve oksijen atomlarından oluşan bir top bırakacaktır. Daha büyük yıldızlar bile süpernova adı verilen yıkıcı patlamalarda patladığında arkalarında nötron yıldızları bırakırlar. Bu inanılmaz derecede yoğun nesneler yalnızca birkaç kilometre çapındadır, ancak kütleleri Güneş'inkinin birkaç katı olabilir. Adından da anlaşılacağı gibi, neredeyse tamamen saf nötronlardan oluşurlar ve bu da onları aslında kilometre uzunluğundaki atom çekirdeği yapar.
Nötron yıldızları o kadar egzotiktir ki fizikçiler henüz onları tam olarak anlayamamışlardır. Nötron yıldızlarının çevreleriyle nasıl etkileşime girdiğini gözlemleyebilmemize ve yüzeye yakın bu nötron maddesine ne olduğu hakkında bazı iyi tahminler yapabilmemize rağmen, çekirdeklerinin bileşimi belirsizliğini koruyor.
Sorun, nötronların tamamen temel parçacıklar olmamasıdır. Atom çekirdeği oluşturmak için protonlarla birleşseler de, nötronların kendileri kuark adı verilen daha küçük parçacıklardan oluşur.
Altı tür vardır veya aromalar, kuarklar: yukarı, aşağı, üst, alt, tuhaf ve çekicilik. Bir nötron, iki aşağı ve bir yukarı kuarktan oluşur. Çok fazla atomu birlikte yassılaştırırsanız, dev bir nötron topuna dönüşeceklerdir. Yani çok fazla nötronu bir araya sıkıştırırsanız, bunlar dev bir kuark topuna mı dönüşecekler?
Cevaplar "belki" ile "zor" arasında değişir. Sorun şu ki, kuarklar gerçekten yalnız olmayı sevmiyor. Çekirdekteki kuarkları birbirine bağlayan güçlü nükleer kuvvet aslında mesafe ile artar. İki kuarkı bir araya getirmeye çalışırsanız, onları geri çeken kuvvet artar. Sonunda, aralarındaki yerçekimi enerjisi o kadar büyük hale gelir ki, boşlukta yeni parçacıklar ortaya çıkar, bunlara yeni kuarklar da dahil olmak üzere ayrılmış olanlarla mutlu bir şekilde bağlanır.
Bir nötronu oluşturan yukarı veya aşağı kuarklardan makroskopik bir nesne yaratmak isteseydiniz, o nesne çok hızlı ve çok şiddetli bir şekilde patlardı.
Ama belki de garip kuarkları kullanmanın bir yolu vardır. Garip kuarklar kendi başlarına oldukça ağırdır ve dinlenmelerine izin verildiğinde hızla daha hafif yukarı ve aşağı kuarklara bozunurlar. Ancak çok sayıda kuark bir araya getirildiğinde fizik değişebilir. Fizikçiler, garip kuarkların yukarı ve aşağı kuarklarla birleşerek üçlüler oluşturduğunu keşfettiler. yıldızcıklar, kararlı olabilir - ancak yalnızca aşırı basınçlar altında.
Bir nötron yıldızını çok fazla sıkıştırırsanız, tüm nötronlar yıldızı destekleme yeteneklerini kaybeder ve bir kara delik oluşturmak üzere patlar. Ancak, basıncın nötronları çözecek ve garip bir kuark yıldızı oluşturacak kadar yüksek, ancak yerçekiminin devralacak kadar güçlü olmadığı bir ara aşama olabilir.
Gökbilimciler evrende pek çok garip yıldız bulmayı beklemiyorlar, bu cisimler nötron yıldızlarından daha ağır ama kara deliklerden daha hafif olmalı ve manevra için fazla yer yok. Ve garip yıldızların fiziğini tam olarak anlamadığımız için, garip yıldızların var olabileceği tam kütleleri bile bilmiyoruz.
Ancak yakın zamanda bir gökbilimci ekibi, 190425'da gözlemlenen iki nötron yıldızının birleşmesinden kaynaklanan bir yerçekimi dalgası olayı olan GW2019'e baktı. Muazzam miktarda yerçekimi dalgalarının yanı sıra, nötron yıldızlarının birleşmesi, normal bir novadan daha güçlü, ancak bir süpernovadan daha zayıf olan bir kilonova patlaması ile sonuçlanır. Gökbilimciler bu olaydan bir elektromanyetik sinyal tespit edemeseler de, 2017 yılında hem yerçekimi dalgaları hem de radyasyon üreten benzer bir olayı gözlemlediler.
İki nötron yıldızı birleştiğinde, kütlelerine, dönüşlerine ve çarpışma açılarına bağlı olarak olayların gelişimi için çeşitli seçenekler vardır. Teorik hesaplamalara göre, nötron yıldızları birbirlerini yok edebilir, bir kara delik oluşturabilir veya biraz daha büyük bir nötron yıldızı yaratabilir.
Ve yeni bir araştırmaya göre, bu kozmik çarpışmalar garip bir kuark yıldızının oluşumuna yol açabilir.
Ekip, 2019 birleşmesinden kalan nesnenin kütlesinin 3,11 ile 3,54 güneş kütlesi arasında bir yerde olduğunu tahmin ediyor. Nötron yıldızlarının yapısına dair en iyi anlayışımıza göre, bu çok fazla kütle ve patlayarak bir kara deliğe dönüşmüş olmalıydı. Ama aynı zamanda bu tuhaf yıldızların yapısal modellerinin izin verdiği kütle aralığına da giriyor.
190425 GW2019'in garip bir kuark içeren nadir bir yıldıza ilişkin ilk gözlemimiz olup olmadığını söylemek için henüz çok erken, ancak gelecekteki gözlemler (ve daha teorik çalışmalar), gökbilimcilerin bu egzotik yaratıklardan birinin yerini tam olarak belirlemelerine yardımcı olabilir.
Ukrayna'nın Rus işgalcilerine karşı savaşmasına yardım edebilirsiniz. Bunu yapmanın en iyi yolu, Ukrayna Silahlı Kuvvetlerine bağış yapmaktır. Hayat kurtarmak veya resmi sayfa aracılığıyla NBU.
Ayrıca okuyun:
- Devasa yıldızlar gezegenleri "çalabilir"
- Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, kuark kütlesini ölçmek için yeni bir yol bulmaya yardımcı oldu