211service.com
Astronomowie przewidują nową klasę „elektrosłabej” gwiazdy
Kiedy małe gwiazdy umierają, zapadają się, tworząc gwiazdy neutronowe, w których zasada wykluczenia Pauliego zapobiega dalszemu zapadaniu się. Cokolwiek bardziej masywne w końcu staje się czarną dziurą (z odcięciem około 2,1 mas Słońca).
Jednak w ostatnich latach astrofizycy obliczyli, że ewolucja gwiazdy w czarną dziurę jest bardziej złożona, niż początkowo sądzono. Dzieje się tak, ponieważ po naruszeniu efektu wykluczenia Pauliego, materiał gwiazd przechodzi inne jądrowe przejścia fazowe, które uwalniają wystarczającą ilość energii, aby opóźnić zapadanie się, choć na stosunkowo krótki czas.
Na przykład astrofizycy odkryli niedawno stan między gwiazdą neutronową a czarną dziurą, w którym masa gwiazdy jest wspierana przez energię uwalnianą podczas kompresji materii jądrowej w materię kwarkową. Uważa się, że tak zwane gwiazdy kwarkowe wyglądają bardzo podobnie do gwiazd neutronowych, więc znalezienie ich będzie trudne.
Dziś De-Chang Dai z Uniwersytetu Stanowego Nowego Jorku w Buffalo i kilku kumpli proponuje zupełnie nowy typ gwiazdy, która powstaje po gwieździe kwarkowej, ale przed czarną dziurą. Dai i koledzy wskazują, że po przejściu kwarkowym istnieje jeszcze jedno przejście fazowe przewidywane przez standardowy model fizyków cząstek elementarnych.
Dzieje się tak, gdy kwarki są ściskane tak mocno, że przekształcają się w rodzaj cząstki elementarnej zwanej leptonem. Ponieważ leptony doświadczają siły elektromagnetycznej i słabej siły jądrowej, ale nie silnej siły jądrowej, zespół nazywa ten proces spalaniem elektrosłabym.
Dai i współpracownicy obliczyli, że spalanie elektrosłabe powinno generować wystarczającą ilość energii, aby opóźnić zawalenie o około 10 milionów lat. Oznacza to, że powinno być mnóstwo słabych elektrycznie gwiazd, które można zobaczyć, jeśli astronomowie mogą je znaleźć.
Jak powinny wyglądać elektrosłabe gwiazdy, nie jest jeszcze jasne. Dai i współpracownicy twierdzą, że będzie to zależeć nie od jądra gwiazdy, w którym zachodzi spalanie elektrosłabe, ale od struktury jej zewnętrznej warstwy, w której wytwarzane są fotony, które prawdopodobnie wykryjemy na Ziemi. Zespół twierdzi, że ocena widoczności tych fascynujących nowych obiektów wymaga starannego modelowania ich zewnętrznej struktury w celu określenia jasności i widma fotonów.
Obliczenie, jak ta warstwa będzie się zachowywać, jest trudnym zadaniem, ale zespół twierdzi, że pracuje nad przyszłymi publikacjami. Ale oto wskazówka, nie będziemy wiedzieć na pewno, dopóki Dai i spółka nie zakończą analizowania liczby, ale sprytne pieniądze obstawiają, że gwiazdy elektrosłabe będą mniej lub bardziej nie do odróżnienia od gwiazd neutronowych. Wstyd!
Nr ref.: arxiv.org/abs/0912.0520 : Gwiazdy Electroweak: Jak natura może wykorzystać najlepsze paliwo modelu standardowego