Objek misterius itu mungkin “bintang aneh” yang terbuat dari quark, kata para ilmuwan: ScienceAlert

Sebuah objek yang relatif kecil dan padat yang disamarkan di dalam awan yang meledak masih beberapa ribu tahun cahaya jauhnya menantang pemahaman kita tentang fisika bintang.

Dengan semua akun, itu terlihat seperti file bintang neutron, meskipun itu tidak biasa. Dengan hanya 77 persen massa Matahari, itu adalah massa terendah yang pernah diukur untuk objek jenis ini.

sebelumnyabintang neutron teringan yang pernah diukur adalah 1,17 kali massa Matahari.

Penemuan terbaru ini tidak hanya lebih kecil, tetapi juga jauh di bawah massa minimum bintang neutron yang diprediksi oleh teori. Ini menunjukkan bahwa ada kesenjangan dalam pemahaman kita tentang benda-benda super-padat ini … atau bahwa apa yang kita lihat bukanlah bintang neutron sama sekali, tetapi benda aneh yang belum pernah dilihat sebelumnya yang dikenal sebagai “alien”. ” bintang.

Bintang neutron adalah salah satu objek terpadat di seluruh alam semesta. Ini adalah apa yang tersisa setelah bintang masif dengan massa antara 8 dan 30 kali massa Matahari mencapai akhir hidupnya. Ketika materi dari bintang habis untuk menyatu ke intinya, ia bergerak menjadi supernova, mengeluarkan lapisan material terluarnya ke luar angkasa.

Tidak lagi didorong oleh tekanan fusi eksternal, inti runtuh ke dalam dirinya sendiri untuk membentuk objek yang sangat padat, inti atom saling menghancurkan dan elektron dipaksa untuk menjadi akrab dengan proton cukup lama untuk berubah menjadi neutron.

Sebagian besar benda padat ini memiliki massa sekitar 1,4 kali massa Matahari, meskipun teori mengatakan mereka dapat berkisar dari sebesar apa yang ada di sekitarnya. 2.3 massa matahari, hanya 1,1 massa matahari. Semua ini dikemas di dalam bola yang dikemas menjadi bola dengan lebar sekitar 20 kilometer (12 mil), yang membuat setiap sendok teh materi bintang neutron memiliki bobot di antaranya. 10 juta dolar Dan beberapa miliar ton.

Bintang dengan massa yang lebih tinggi dan lebih rendah dari bintang neutron juga dapat berubah menjadi benda padat. Bintang yang lebih berat berubah menjadi lubang hitam. Bintang yang lebih ringan berubah menjadi katai putih – kurang padat daripada bintang neutron, dengan massa maksimum 1,4 massa matahari, meskipun mereka masih agak kompak. Ini adalah Nasib terakhir matahari kita.

Bintang neutron dalam penelitian ini terletak di pusat sisa supernova yang disebut Hess J1731-347yang sebelumnya dihitung untuk duduk lebih dari 10.000 tahun cahaya. Namun, salah satu kesulitan dalam mempelajari bintang neutron terletak pada kelemahan pengukuran jarak. Tanpa jarak yang akurat, sulit untuk mendapatkan pengukuran yang akurat dari sifat-sifat bintang lainnya.

Baru-baru ini, bintang terang optik kedua ditemukan bersembunyi di HESS J1731-347. Dari sini, menggunakan data dari Survei Peta Gaia, tim astronom yang dipimpin oleh Viktor Doroshenko dari Universitas Eberhard Karls di Tübingen di Jerman mampu menghitung ulang jarak ke HESS J1731-347, dan menemukan jaraknya lebih dekat dari yang diperkirakan, di sekitar 8.150 tahun cahaya.

Ini berarti bahwa perkiraan sebelumnya dari sifat-sifat lain dari bintang neutron perlu disempurnakan, termasuk massanya. Dikombinasikan dengan pengamatan cahaya sinar-X yang dipancarkan oleh bintang neutron (tidak konsisten dengan cahaya sinar-X yang dipancarkan oleh katai putih), Doroshenko dan rekan-rekannya mampu meningkatkan radiusnya menjadi 10,4 km, dan massanya menjadi sangat rendah 0,77 matahari. massa.

Ini berarti bahwa itu mungkin bukan bintang neutron seperti yang kita ketahui, tetapi objek hipotetis yang belum dikenali secara positif di alam liar.

“Perkiraan massa kami menjadikan tubuh kompak pusat HESS J1731-347 bintang neutron paling ringan yang diketahui hingga saat ini, dan mungkin objek yang lebih eksotis—yaitu, kandidat ‘bintang asing’,” Para peneliti menulis di makalah mereka.

Menurut teori, bintang eksotik sangat mirip dengan bintang neutron, tetapi mengandung proporsi partikel fundamental yang lebih besar yang disebut quark alien. Quark adalah partikel subatomik fundamental yang bergabung untuk membentuk partikel kompleks seperti proton dan neutron. Quark datang dalam enam jenis, atau rasa yang berbeda, disebut naik, turun, pesona, aneh, naik, dan turun. Proton dan neutron terdiri dari quark atas dan bawah.

Teori ini menunjukkan bahwa dalam lingkungan yang sangat terkompresi di dalam bintang neutron, partikel subatomik hancur menjadi quark penyusunnya. Di bawah model ini, bintang-bintang eksotis terdiri dari materi yang terdiri dari proporsi yang sama dari quark atas, bawah, dan aneh.

Bintang-bintang eksotik seharusnya terbentuk di bawah rumpun yang cukup besar untuk masuk, tetapi karena buku aturan untuk bintang-bintang neutron keluar dari jendela ketika cukup banyak quark yang terlibat, tidak ada intinya juga. Artinya, kita tidak bisa mengesampingkan kemungkinan bahwa bintang neutron ini sebenarnya adalah bintang eksotis.

Ini akan sangat keren; Fisikawan telah mencari materi quark dan materi quark aneh selama beberapa dekade. Namun, sementara bintang aneh tentu saja mungkin, kemungkinan yang lebih besar adalah bahwa apa yang kita lihat adalah bintang neutron – itu juga cukup keren.

“Kondisi massa dan jari-jari yang diperoleh masih sepenuhnya kompatibel dengan interpretasi bintang neutron standar dan dapat digunakan untuk meningkatkan batasan astrofisika pada persamaan keadaan materi padat dingin di bawah asumsi ini,” Peneliti menulis.

“Bintang neutron ringan seperti itu, terlepas dari komposisi internalnya, tampaknya menjadi objek yang sangat menarik dari perspektif astrofisika.”

Sulit untuk memastikan bagaimana bintang neutron ringan seperti itu akan terbentuk di bawah model kita saat ini. Jadi, apa pun bahannya, objek padat di inti HESS J1731-347 akan memiliki sesuatu untuk mengajari kita tentang kehidupan misterius bintang masif.

Penelitian tim ini dipublikasikan di astronomi alam.