Примерные размеры кварковой звезды
Есть белые карлики – остатки звёзд подобных нашему Солнцу, которые прошли через основные этапы своей эволюции, и теперь медленно, но непрерывно остывают.
Есть нейтронные звёзды, образовавшиеся в момент, когда звёзды гораздо более массивные, чем наше Солнце разрушились в результате взрыва сверхновой. Их масса и плотность настолько велики, что электроны буквально “вдавливаются” в протоны, в результате чего образуются нейтроны. Одна чайная ложка нейтронной звезды весит около 10 миллионов тонн.
И есть чёрные дыры. Они образуются в результате ещё более мощных взрывов сверхновых, а их гравитация настолько сильна, что даже свет не может вырваться из их “цепких объятий”.
Белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры – все они изначально были лишь физическими теориями, которые затем были подтверждены благодаря непосредственным или косвенным астрономическим наблюдениям.
И это всё? Это весь список экзотических объектов, в которые могут превратиться звёзды? Из тех, что мы обнаружили – да. Однако, есть несколько ещё более странных объектов, которые до сих пор являются лишь теорией. Например, кварковые звёзды. Но что это такое?
Кварковая звезда
Давайте вернемся к нейтронной звезде. Согласно теории, нейтронные звёзды имеют такую мощную гравитацию, что протоны и электроны сливаются и образуют нейтроны. Таким образом вся звезда состоит из нейтронов, как внутри, так и снаружи. Если увеличить массу нейтронной звезды, то будет преодолена та линия, где нейтронная звезда уже перестанет быть стабильной и сколлапсирует в чёрную дыру.
Обычные звёзды, такие как наше Солнце, имеют определённую структуру: корона, хромосфера, фотосфера, зона лучистого переноса, конвективная зона и солнечное ядро в котором протекают реакции термоядерного синтеза. Так может быть и нейтронные звёзды при определённых условиях превращаются в другие объекты, которые обладают иной структурой?
Теория говорит о том, что кварковая звезда является промежуточным этапом между нейтронной звездой и чёрной дырой. Она имеет достаточно массы в её ядре, чтобы разрушить нейтроны и позволить s-кваркам свободно перемещаться. Но не настолько много, чтобы полностью разрушиться самой и превратиться в чёрную дыру.
Плотность звёзд
К сожалению, как я уже сказал выше – эти объекты до сих пор являются лишь теорией, однако всё же имеются некоторые доказательства того, что они могут существовать. Астрономы обнаружили довольно интересный класс сверхновых, которые испускают примерно в 100 раз больше энергии, чем обычные сверхновые. Такие суперсверхновые вполне могут оказаться тяжёлыми, нестабильными нейтронными звёздами, которые взорвались во второй раз, например, в результате поглощения звезды-компаньона. И при определённых условиях они могут превратиться из обычной нейтронной звезды в странную кварковую звезду.
Давайте представим, что кварковые звёзды всё же существуют. Какими они будут? Судя по всему, это должны быть небольшие объекты. В то время как обычная нейтронная звезда примерно 25 км в поперечнике, кварковая звезда будет только около 16 км, и это практически предел, после которого звезда обязана превратиться в чёрную дыру. Продолжительность жизни кварковых звёзд также будет значительно меньше, чем продолжительность жизни нейтронных звёзд.
Взрыв сверхновой. Посмотреть в облаке.
Астрономы уже давно заняты поиском кварковых звёзд и будут продолжать делать это в будущем. И я обязательно дам вам знать, когда они найдут их.