Vågor i rymdtidens tyg hjälper till att upptäcka "konstiga stjärnor"

Vågor i rymdtidens tyg hjälper till att upptäcka

När man tittar på vågorna i rymdtidens väv, kommer forskare snart att kunna upptäcka "konstiga stjärnor" - föremål som är formade av ett material som är radikalt annorlunda än partiklarna som utgör vanlig substans.

Protonerna och neutronerna som utgör atomkärnorna består av flera grundpartiklar, kända som kvarker. Det finns bara sex typer eller "smaker" av kvarker: lägre, övre, konstiga, charmiga, charmiga och sanna. Varje proton eller neutron består av tre kvarker: en proton består av en lägre och två övre kvarker, varje neutron består av en övre och två lägre.

I teorin kan också materia bildas från andra smaker av kvarker. Sedan 1970 har forskare föreslagit att partiklar av "konstig materia" kan bildas från lika många övre, undre och underliga kvarker. I princip måste främmande materia vara tyngre och stabilare än vanlig materia, och kan till och med kunna omvandlas till vanlig materia. Laboratorieförsök har dock ännu inte skapat en enda partikel av konstig materia, så dess existens är fortfarande osäker.

En av de platser där konstig materia kan naturligt bildas är kärnan till neutronstjärnor - resterna av stjärnor som dog som ett resultat av en katastrofal explosion som kallas en supernova. Neutronstjärnor är vanligtvis små med en diameter på ca 12 kilometer eller så, men så täta att de väger så mycket som solen. Till exempel kan en bit av en neutronstjärna, storleken av en socker, väga 100 miljoner ton. Under den extraordinära kraften i denna extrema vikt kan några av de nedre och övre kvarkerna som utgör neutronstjärnor förvandlas till konstiga kvarker, vilket leder till bildandet av konstiga stjärnor från konstig materia.

En konstig stjärna, som ibland sprider ut partiklar av konstig materia, kan snabbt konvertera en neutronstjärna som roterar i ett binärt stjärnsystem till en konstig stjärna. Studier visar att en neutronstjärna, som tar ett frö av konstigt material från en underlig stjärna, kan omvandla sig till en konstig stjärna på bara 1 millisekund.

Nu föreslår forskare att de kan upptäcka konstiga stjärnor genom att undersöka gravitationens vågor av stjärnor - en osynlig rippel i rymdtid som Albert Einstein föreslog först som en del av hans teori om den allmänna relativitetsteorin.

Gravitationsvågor emitteras på grund av massacceleration. Riktigt stora gravitationella vågor bildas på grund av mycket stora massor, såsom ett par neutronstjärnor, som slås samman med varandra.

Ett par underliga stjärnor avger gravitationella vågor, som skiljer sig från de som avger ett par "normala" neutronstjärnor, eftersom konstiga stjärnor borde vara mer kompakta, säger forskarna. Exempelvis bör en neutronstjärna med en massa som motsvarar en femtedel av solen inte vara mer än 18 km (30 km) i diameter, medan en konstig stjärna av samma massa inte ska vara mer än 6 km (10 km) i diameter.

Forskare föreslår att händelser i samband med konstiga stjärnor kan förklara två korta gamma spikar - jätte explosioner som varar mindre än 2 sekunder, sett på djupt utrymme under 2005 och 2007. Den laserinterferometriska gravitationsvågobservatoriet (eng. Laser Interferometer Gravitational-Wave Observator, abbr. LIGO) kunde inte detektera gravitationsvågorna från dessa händelser, kallade GRB 051103 och GRB 070201. Neutronstärkfusionen är en förklaring av korta gammastudier, men LIGO skulle upptäcka gravitationsvågorna från dessa fusioner. Men, som forskarna säger, om inte märkliga stjärnor var inblandade i båda dessa händelser, kunde LIGO inte upptäcka sådana gravitationsvågor.

Men framtida forskning kommer att kunna upptäcka dessa konstiga stjärnfenomen. Tack vare användningen av en ytterligare gravitationsvågobservatoriumlaserinterferometer (ALIGO), vars första lansering var planerad till 2015, räknar forskarna med att upptäcka om 0, 13 neutronstärkfusioner med konstiga sådana per år (det vill säga en sådan fusion var tionde år). Tack vare Einsteins teleskop, som för närvarande utvecklas i Europeiska unionen, förväntar forskarna i slutändan att upptäcka cirka 700 sådana evenemang per år.

Kommentarer (0)
Sök