diciembre 7, 2022

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El objeto misterioso puede ser una «estrella extraña» hecha de quarks, dicen los científicos: ScienceAlert

El objeto misterioso puede ser una "estrella extraña" hecha de quarks, dicen los científicos: ScienceAlert

Un objeto relativamente pequeño y denso disfrazado dentro de una nube que explotó a unos pocos miles de años luz de distancia desafía nuestra comprensión de la física estelar.

Por todas las cuentas, parece un archivo estrella neutrón, aunque eso es inusual. Con solo el 77 por ciento de la masa del Sol, es la masa más baja jamás medida para un objeto de este tipo.

previamentela estrella de neutrones más ligera jamás medida tenía 1,17 veces la masa del Sol.

Este último descubrimiento no solo es más pequeño, sino que está muy por debajo de la masa mínima de la estrella de neutrones predicha por la teoría. Esto indica que hay una brecha en nuestra comprensión de estos objetos súper densos… o que lo que estamos viendo no es una estrella de neutrones en absoluto, sino un extraño objeto nunca antes visto conocido como «alienígena». » estrella.

Las estrellas de neutrones se encuentran entre los objetos más densos de todo el universo. Es lo que queda después de que una estrella masiva con una masa entre 8 y 30 veces la masa del Sol llega al final de su vida. Cuando el material de la estrella se agota para fusionarse en su núcleo, viaja hacia una supernova, expulsando sus capas exteriores de material al espacio.

Ya no alimentado por la presión externa de la fusión, el núcleo colapsa sobre sí mismo para formar un objeto extremadamente denso, los núcleos atómicos chocan entre sí y los electrones se ven obligados a intimar con los protones el tiempo suficiente para convertirse en neutrones.

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La mayoría de estos objetos compactos tienen una masa de aproximadamente 1,4 veces la masa del Sol, aunque la teoría dice que podrían tener una masa tan grande como lo que los rodea. 2,3 masas solares, a sólo 1,1 masas solares. Todo esto está empaquetado dentro de una bola de unos 20 kilómetros (12 millas) de ancho, lo que hace que cada cucharadita de materia de estrella de neutrones tenga un peso intermedio. 10 millones de dolares Y el varios miles de millones montones.

Las estrellas con masas más altas y más bajas que las estrellas de neutrones también pueden convertirse en cuerpos densos. Las estrellas más pesadas se convierten en agujeros negros. Las estrellas más ligeras resultan ser enanas blancas, menos densas que las estrellas de neutrones, con una masa máxima de 1,4 masas solares, aunque siguen siendo algo compactas. Este es el El destino final de nuestro sol.

La estrella de neutrones en este estudio está ubicada en el centro de un remanente de supernova llamado HessJ1731-347que previamente se calculó para sentarse más de 10.000 años luz. Sin embargo, una dificultad en el estudio de las estrellas de neutrones radica en la debilidad de las mediciones de distancia. Sin una distancia precisa, es difícil obtener medidas precisas de las demás propiedades de la estrella.

Recientemente, se descubrió una segunda estrella ópticamente brillante al acecho en HESS J1731-347. A partir de esto, utilizando datos del Gaia Map Survey, un equipo de astrónomos dirigido por Viktor Doroshenko de la Universidad Eberhard Karls en Tübingen, Alemania, pudo recalcular la distancia a HESS J1731-347 y descubrió que estaba mucho más cerca de lo que se pensaba, en unos 8.150 años luz.

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Esto significa que las estimaciones previas de otras propiedades de la estrella de neutrones deben refinarse, incluida su masa. En combinación con las observaciones de la luz de rayos X emitida por una estrella de neutrones (inconsistente con la luz de rayos X emitida por una enana blanca), Doroshenko y sus colegas pudieron mejorar su radio a 10,4 km y su masa a un muy bajo 0,77 solar. masas.

Esto significa que puede que en realidad no sea una estrella de neutrones como la conocemos, sino un objeto hipotético que no ha sido reconocido positivamente en la naturaleza.

«Nuestra estimación de masa hace que el cuerpo compacto central de HESS J1731-347 sea la estrella de neutrones más ligera conocida hasta la fecha, y posiblemente un objeto aún más exótico, es decir, un candidato a ‘estrella alienígena'». Los investigadores escriben en su artículo.

Según la teoría, una estrella exótica es muy similar a una estrella de neutrones, pero contiene una mayor proporción de partículas fundamentales llamadas quarks alienígenas. Los quarks son partículas subatómicas fundamentales que se combinan para formar partículas complejas como protones y neutrones. Los quarks vienen en seis tipos o sabores diferentes, llamados arriba, abajo, encanto, extraño, arriba y abajo. Los protones y los neutrones están formados por quarks arriba y abajo.

La teoría sugiere que en el entorno altamente comprimido dentro de una estrella de neutrones, las partículas subatómicas se desintegran en sus quarks constituyentes. Bajo este modelo, las estrellas exóticas consisten en materia compuesta de proporciones iguales de quarks arriba, abajo y extraños.

Las estrellas exóticas deberían formarse debajo de grupos lo suficientemente grandes como para encajar, pero dado que el libro de reglas para las estrellas de neutrones desaparece cuando se involucran suficientes quarks, tampoco hay un resultado final. Lo que significa que no podemos descartar la posibilidad de que esta estrella de neutrones sea en realidad una estrella exótica.

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Esto sería genial; Los físicos han estado buscando materia de quarks y materia de quarks extraños durante décadas. Sin embargo, si bien una estrella extraña es ciertamente posible, la mayor posibilidad es que lo que estamos viendo sea una estrella de neutrones, eso también es genial.

«Las restricciones obtenidas sobre la masa y el radio siguen siendo totalmente compatibles con la interpretación estándar de la estrella de neutrones y se pueden utilizar para mejorar las restricciones astrofísicas sobre la ecuación de estado de la materia densa fría bajo esta suposición». Los investigadores escriben.

«Una estrella de neutrones tan ligera, independientemente de su supuesta composición interna, parece ser un objeto muy interesante desde una perspectiva astrofísica».

Es difícil determinar cómo se habría formado una estrella de neutrones tan ligera con nuestros modelos actuales. Entonces, sea lo que sea de lo que esté hecho, el objeto denso en el núcleo de HESS J1731-347 tendrá algo que enseñarnos sobre la misteriosa vida de las estrellas masivas.

La investigación del equipo fue publicada en astronomía natural.