신비한 물체는 쿼크로 만들어진 “이상한 별”일 수 있다고 과학자들은 말합니다 : ScienceAlert

폭발한 구름 속에 숨어 있는 상대적으로 작고 밀도가 높은 물체는 아직 수천 광년 떨어져 있어 항성 물리학에 대한 우리의 이해에 도전장을 던집니다.

모든 계정에서 파일처럼 보입니다. 중성자별, 비록 드문 일이지만. 태양 질량의 77%에 불과한 이 질량은 이러한 유형의 물체에 대해 측정된 가장 낮은 질량입니다.

이전에지금까지 측정된 가장 가벼운 중성자별은 태양 질량의 1.17배였습니다.

이 최신 발견은 더 작을 뿐만 아니라 이론에 의해 예측된 중성자별의 최소 질량보다 훨씬 낮습니다. 이것은 이러한 초고밀도 물체에 대한 우리의 이해에 격차가 있음을 나타냅니다…또는 우리가 보고 있는 것은 중성자별이 아니라 “외계인”으로 알려진 이전에 본 적이 없는 이상한 물체입니다. ” 별.

중성자 별은 전체 우주에서 가장 밀도가 높은 물체 중 하나입니다. 태양 질량의 8~30배에 달하는 거대한 별이 수명을 다한 뒤에 남은 것입니다. 별의 물질이 다 떨어지면 중심핵으로 합쳐져 초신성으로 이동하여 물질의 외부 층을 우주로 내보냅니다.

핵융합의 외부 압력에 의해 더 이상 연료가 공급되지 않으면 핵은 자체적으로 붕괴되어 극도로 조밀한 물체를 형성하고, 원자핵은 함께 부숴지며 전자는 중성자로 변할 만큼 충분히 오랫동안 양성자와 친밀해집니다.

이론에 따르면 이러한 조밀한 물체의 대부분은 태양 질량의 약 1.4배에 달하는 질량을 가지고 있습니다. 2.3 태양질량, 1.1 태양 질량에 불과합니다. 이 모든 것이 폭이 20km(12마일) 정도인 공 안에 포장되어 있어 중성자 별 물질 1티스푼의 무게가 그 사이 어딘가에 있습니다. 천만 달러 그리고 수십억 톤.

중성자별보다 질량이 높거나 낮은 별도 밀도가 높은 천체로 변할 수 있습니다. 무거운 별은 블랙홀로 변합니다. 더 가벼운 별은 백색 왜성으로 판명되었습니다. 중성자 별보다 밀도가 낮고 최대 질량은 1.4 태양 질량이지만 여전히 다소 작습니다. 이것이 우리 태양의 마지막 운명.

이 연구에서 중성자별은 초신성 잔해의 중심에 위치합니다. 헤스 J1731-347이전에 더 많이 앉는 것으로 계산되었습니다. 10,000광년. 그러나 중성자별을 연구하는 데 있어 한 가지 어려움은 거리 측정의 약점에 있습니다. 정확한 거리가 없으면 별의 다른 속성에 대한 정확한 측정값을 얻기가 어렵습니다.

최근에 HESS J1731-347에서 두 번째 광학적으로 밝은 별이 발견되었습니다. 이로부터 Gaia Map Survey의 데이터를 사용하여 독일 Tübingen에 있는 Eberhard Karls 대학의 Viktor Doroshenko가 이끄는 천문학자 팀은 HESS J1731-347까지의 거리를 재계산할 수 있었고 그것이 생각했던 것보다 훨씬 더 가깝다는 것을 발견했습니다. 약 8,150광년.

이것은 중성자별의 질량을 포함하여 중성자별의 다른 특성에 대한 이전 추정치를 개선할 필요가 있음을 의미합니다. Doroshenko와 동료들은 중성자별에서 방출되는 X선 빛(백색 왜성이 방출하는 X선 빛과 일치하지 않음)을 관찰하여 반지름을 10.4km로, 질량을 매우 낮은 태양 0.77로 개선할 수 있었습니다. 대중.

이것은 실제로 우리가 알고 있는 중성자별이 아니라 야생에서 아직 확실하게 확인되지 않은 가상의 물체일 수 있음을 의미합니다.

“우리의 질량 추정치는 HESS J1731-347의 중심 조밀한 몸체를 현재까지 알려진 가장 가벼운 중성자별, 아마도 훨씬 더 이국적인 천체, 즉 후보 ‘외계인 별’로 만듭니다.” 연구자들은 논문에 씁니다..

이론에 따르면, 이국적인 별은 중성자 별과 매우 유사하지만 외계인 쿼크라고 불리는 기본 입자가 더 많이 포함되어 있습니다. 쿼크는 결합하여 양성자 및 중성자와 같은 복잡한 입자를 형성하는 기본적인 아원자 입자입니다. 쿼크는 업, 다운, 매력, 스트레인지, 업, 다운이라는 여섯 가지 유형 또는 맛으로 나뉩니다. 양성자와 중성자는 위 쿼크와 아래 쿼크로 구성되어 있습니다.

이 이론은 중성자별 내부의 고도로 압축된 환경에서 아원자 입자가 구성 쿼크로 분해된다고 제안합니다. 이 모델에서 이국적인 별은 동일한 비율의 위, 아래 및 기묘한 쿼크로 구성된 물질로 구성됩니다.

이국적인 별은 꽉 조일 수 있을 만큼 큰 덩어리 아래에서 형성되어야 하지만, 중성자 별에 대한 규칙은 충분한 쿼크가 관련될 때 창 밖으로 나가기 때문에 결론도 없습니다. 이 중성자별이 실제로 이국적인 별일 가능성을 배제할 수 없다는 의미입니다.

이것은 매우 멋질 것입니다. 물리학자들은 수십 년 동안 쿼크 물질과 기이한 쿼크 물질을 찾아왔습니다. 그러나 이상한 별이 확실히 가능하지만 더 큰 가능성은 우리가 보고 있는 것이 중성자별일 것입니다. 그것도 꽤 멋진 일입니다.

“질량과 반지름에 대해 얻은 제약 조건은 여전히 ​​표준 중성자별 해석과 완전히 호환되며 이 가정 하에서 저온 밀도 물질 상태 방정식에 대한 천체 물리학 제약 조건을 개선하는 데 사용할 수 있습니다.” 연구원은 씁니다.

“이러한 가벼운 중성자별은 추정되는 내부 구성에 관계없이 천체물리학적 관점에서 매우 흥미로운 물체로 보입니다.”

그러한 가벼운 중성자별이 우리의 현재 모델에서 어떻게 형성되었는지 확인하는 것은 어렵습니다. 따라서 HESS J1731-347의 중심에 있는 조밀한 물체는 그것이 무엇으로 구성되어 있든 거대한 별의 신비한 삶에 대해 가르쳐줄 무언가가 있을 것입니다.

팀의 연구는 에 발표되었습니다. 자연 천문학.