Кварковые звезды — самые странные звезды – все о космосе

Вселенная сегодня

Нейтронная и кварковая звёзды на фоне Большого Каньона.

Кварковая звезда – это редкий и экзотический звёздный объект.

Есть белые карлики, остатки звёзд, таких как наше Солнце, которые прошли фазу главной последовательности и теперь остывают.

Есть нейтронные звёзды и пульсары, образовавшиеся в момент, когда звезда намного больше нашего Солнца погибает, становясь сверхновой.

Их гравитация и плотность настолько огромны, что все протоны и электроны из всех атомов объединяются вместе. Одна чайная ложка нейтронной звезды весит 10 миллионов тонн.И есть чёрные дыры.

Они образуются из ещё более массивных взрывов сверхновых, и гравитация и плотность в них такие высокие, что они преодолевают силы, сохраняющие целостность атомов.

Художественное изображение нейтронной звезды. Предоставлено: NASA.

Белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры. Их существование было предсказано теориями физиков, и они все были открыты наблюдательными астрономами. Мы знаем, что они там в космосе.

Все ли это экзотические формы, которые может принять звезда? Да, это все, о которых нам известно, однако в теории существуют ещё более экзотические объекты. Это кварковые звёзды. Что же такое кварковые звёзды?

Давайте вернёмся к концепции нейтронной звезды. Согласно теории, нейтронные звёзды имеют такую сильную гравитацию, что они сдавливают протоны и электроны вместе, создавая нейтроны.

Целая звезда, состоящая из нейтронов внутри и снаружи.

Если бы вы добавили ещё массы к нейтронной звезде, то пересекли бы черту, где массы стало слишком много для того, чтобы поддерживать целостность нейтронов, и вся эта масса коллапсировала бы в чёрную дыру.

Звезда как наше Солнце имеет слои. Внешняя – конвективная зона, потом идёт зона лучистого переноса, а затем в самом центре находится ядро, где идут термоядерные процессы.

Может ли нейтронная звезда иметь слои? Что находится в ядре нейтронной звезды, в сравнении с поверхностью?

Идея заключается в том, что кварковая звезда является промежуточным этапом между нейтронной звездой и чёрной дырой. В ней слишком много массы, чтобы удерживать целостность нейтронов, но недостаточно, чтобы полностью коллапсировать в чёрную дыру.

Различие между нейтронной звездой и квантовой звездой. Предоставлено: Chandra.

В основе этих объектов лежат кварки, на которые распадаются нейтроны, образуя ещё более сжатое вещество, называемое кварк-глюонной плазмой, или кварковым супом. “Верхние” и “нижние” кварки смешиваются вместе в “странных” кварков.

Поскольку вещество состоит из “странных” кварков, физики называют его “странной материей”. Нейтронные звёзды сами по себе достаточно странные, так что это не даёт веществу дополнительного эмоционального оттенка только потому, что оно называется странной материей.

Если эти кварки сливаются в “очарованных” кварков, тогда вещество называется очарованной материей.

И как я уже сказал, это всё теория, но есть некоторые доказательства, что они существуют. Астрономы открыли класс сверхновых, которые при взрыве вырабатывали в 100 раз больше энергии, чем при обычных сверхновых. Хотя они могли быть просто гиперновыми, есть ещё одна интригующая возможность.

Нейтронная звезда (25 км в диаметре) рядом с кварковой звездой (16 км в диаметре). предоставлено: NASA’s Goddard Space Flight Center.

Это могут быть тяжёлые нестабильные нейтронные звёзды, которые взорвались второй раз, вероятно питаясь звездой-компаньоном в своей звёздной системе. Когда они дойдут до некого предела, они преобразуются из обычной нейтронной звезды в звезду, состоящую из кварков.

Но если кварковые звёзды существуют, то они очень маленькие. Если обычная нейтронная звезда в диаметре 25 км, то кварковая звезда имела бы диаметр 16 км и находилась бы прямо на грани становления чёрной дырой.

Если кварковые звёзды действительно существуют, они, по всей вероятности, живут недолго. Это промежуточный этап между нейтронной звездой и конечным этапом – чёрной дырой. Последний вздох звезды перед образованием горизонта событий.

Очень интригующе думать, что где-то в космосе есть такие экзотические объекты, образовавшиеся, когда материя сжималась всё плотнее и плотнее, когда достигались и затем пересекались различные пределы физики. Астрономы продолжать искать кварковые звёзды, и когда найдут, вы узнаете об этом в новостях на нашем сайте.

Название прочитанной вами статьи “Что такое кварковые звёзды?”.

:

Источник: http://universetoday-rus.com/blog/2016-11-11-1789

Кварковые звезды – “странные” объекты во Вселенной | VideoNews

Наш сегодняшний рассказ мы посвятим пока что чисто гипотетическим объектам во Вселенной, существование которых, вероятно, будет доказано уже в ближайшее время. Речь в этом видео пойдет о кварковых звездах (по-английски — quark star).

Возможно многие из наших подписчиков и пользователей усомнятся в надобности подобных роликов в виду того, что, кроме теорий, гипотез и предположений, мы сегодня ничем другим, собственно говоря, то и не располагаем.

Однако скажем так, когда-то точно такими же гипотетическими, а иногда и просто фантастически нереальными объектами считали и нейтронные звезды до тех пор, пока их существование все же не было доказано, и, как видим, на данный момент ученые уже располагают информацией относительно более двух с половиной тысяч таких объектов.

Вполне возможно, подобная статистика станет доступна человечеству уже через какое-то десятилетие, а может и раньше, и относительно кварковых звезд.

Впервые теория о существовании кварковой звезды, как продукта эволюции обычной звезды, была предложена в 1965 году украинским физиком Дмитрием Дмитриевичем Иваненко. С тех пор данная концепция неоднократно пересматривалась и дополнялась в соответствии с поступающими новыми знаниями в области квантовой физики.

Согласно современной и более свежей теории относительно этих предполагаемых объектов, при чрезвычайно высоких температурах и давлении на ядерные частицы, будет образовываться непрерывное состояние вещества, которое будет состоять, главным образом, из свободных кварков, структурно смоделированных в соответствии с так называемым пространственным коллектором Калаби-Яу. Предположительно, в образовавшемся таким образом «кварковом газе», из которого может состоять кварковая звезда, будут превалировать s-кварки, относящиеся к категории «странных», а поэтому и сами кварковые звезды иногда называют еще и «странными» звездами или объектами.

На данный момент достаточно хорошо известно, что массивные звезды взрываются сверхновыми, образуя при экстремальных температурах и давлениях нейтронные звезды. Простыми словами, нейтроны обычно находятся в пространстве отдельно друг от друга потому, что этому способствует давление вырождения.

В экстремальных условиях, таких как это бывает в нейтронной звезде, разделенные давлением нуклоны перегружаются гравитацией, и разделение между ними ломается, заставляя их упаковываться чрезвычайно плотно и образуя чрезвычайно жаркое и плотное состояние, известное как нейтронная материя, где существование нейтронов поддерживается только лишь сильным взаимодействием.

Поскольку эти нейтроны состоят из кварков, то в еще более экстремальных условиях, давление вырождения нарушает структуру кварков в пределах нейтронов, создавая ультра-плотную фазу из вырожденного вещества на основе плотно упакованных кварков.

Подчеркнем, это всего лишь научные предположения и теория, поскольку на данный момент ученые не могут создать лабораторные условия, необходимые для исследования свойств кварковой материи, поэтому неизвестно, действительно ли это может происходить на самом деле или нет.

Если кварковая материя все же может образовываться, то наиболее вероятным местом ее нахождения будут ядра массивных нейтронных звезд, где, вероятно, ощутимо превышается внутреннее давление, необходимое для вырождения кварков, то есть давление, при котором нейтроны, состоящие из связанных кварков, будут разбиваться на форму плотной кварковой материи.

Такая же кварковая материя также может образовываться, если массивная звезда в конце своего эволюционного пути взрывается сверхновой или гиперновой, при условии, что эта звезда будет достаточно большой по массе, чтобы пойти в разрезе создания необходимого давления далее пределов нейтронной звезды, но не настолько большой, чтобы не обрушиться еще далее, то есть в черную дыру.

Однако, поскольку ученые пока не могут исследовать большинство свойств вещества кварков, а поэтому и предположить точные условия и характер кварковых звезд, то и их существование на данный момент продолжает оставаться исключительно гипотетическим и недоказанным. Вопросы о том, существуют ли во Вселенной вообще подобные звезды, а также предположения относительно их точного строение и поведения, активно изучаются в астрофизике и квантовой физике.

Если кварковые звезды и существуют во Вселенной, то, вероятно, они очень сильно напоминают нейтронные звезды, однако по своим размерам будут намного компактнее их.

Скорее всего, они рождаются в результате смерти звезды средней массивности, которая взрывается сверхновой, они должны быть чрезвычайно плотными с очень мощным гравитационным полем.

Что касается температурным характеристик, мощности магнитного поля, скорости вращения и спектра излучения, то тут вряд ли будут существенные различия между кварковой и нейтронной звездой, так как поверхностный слой кварковой звезды будет, вероятно, состоять из нейтронной материи, покрывающей кварковую.

Также отметим и то, что на данный момент не существует четких теорий и моделей относительно эволюции кварковых звезд, а также того, сможет ли со временем кварковая материя при ослабевании давления превратиться в нейтронную, тем самым может ли кварковая звезда перейти в состояние нейтронной. Также остается непонятным и то, насколько стабильными являются подобные объекты на фоне вероятности их обрушения в черную дыру и какие факторы этому могут способствовать. В любом случае вопросов остается намного больше, чем ответов на них.

В настоящее время на примете у астрономов уже есть несколько объектов, которые претендуют на статус кварковой звезды.

Нейтронная звезда RX J1856 — это ближайший к нам подобный объект, расположенный в направлении созвездия Южная Корона. Первоначально считали, что расстояние до нее составляет от 150 до 200 световых лет, однако исследования при помощи космической обсерватории «Чандра», проведенные в 2002 году, показали, что нас разделяет никак не меньше, нежели 400 световых лет.

По данным, полученным от «Чандры» и космического телескопа «Хаббл», было установлено, что объект излучает как твердое тело с температурой 700 000 Кельвинов и имеет диаметр всего лишь от 4 до 8 километров, а это уже было слишком мало для того чтобы вписаться в стандартную модель нейтронной звезды. Вполне резонно тогда предположили, что RX J1856 может представлять собой кварковую звезду.

Однако дальнейшие исследования внесли разочарования в ряды теоретиков и сторонников существования кварковых звезд. Оказалось, что температура на поверхности объекта намного ниже предполагаемой ранее и составляет не более 434 000 Кельвинов, при этом его радиус превысил даже показатель в 14 километров, что дало основания исключить RX J1856 из числа претендентов на статус кварковой звезды.

Читайте также:  Зодиакальное созвездие скорпион - все о космосе

Объект ХТА J1739-285 расположен в направлении созвездия Змееносца в 39 тысячах световых лет от Земли. Его обнаружили 19 октября 1999 года при помощи орбитальной рентгеновской обсерватории NASA Rossi.

При массе примерно в полторы массы Солнца радиус объекта оценивают от 1 до 10 километров.

Как видим, нижний предел этого параметра очень хорошо вписывается в модель кварковой звезды, возводя данный объект в ранг самых вероятных на данный момент претендентов на статус таковых.

Объект 3C 58 расположен в направлении созвездия Кассиопеи на удалении от Земли примерно в 11 тысяч световых лет и, возможно, связан со сверхновой SN 1181. Радиус этого объекта оценивают в пределе от 2 до 12 километров.

Как и в предыдущем случае, нижний предел значения радиуса может соответствовать кварковой звезде, хотя в то же время быстрое остывание 3С 58 вполне отвечает признакам обычной нейтронной звезды, теряющей температуру из-за излучения мощного потока нейтрино.

Как бы там ни было, но данный объект все же продолжает рассматриваться, как возможная кварковая звезда.

Пульсар PSR B0943 + 10, удаленный в направлении созвездия Льва примерно на 2 тысячи световых лет от Земли, первоначально считали древней с возрастом около 5 миллионов лет, маломассивной нейтронной звездой.

К числу возможных кварковых звезд ее отнесли главным образом, благодаря небольшому значению ее радиуса, который лежит в пределе от 0,4 до полутора километров.

В то же время если ее масса в 2 сотые от массы Солнца определена правильно, то именно такой радиус, как для пульсара, не выглядит слишком аномальным.

Далее в списке кандидатов на кварковую звезду стоят объекты, которые, вероятно, образовались в результате взрывов сверхновых или гиперновых. Отметим, что в научном мире по этому поводу появился даже новый термин кваркновая, который специально ввели для характеристики мощных взрывов обычных звезд, в результате которых могут образовываться кварковые звезды.

Это сверхновые или кваркновые, обозначенные и классифицированные как SN 2005ap, SN 2005gj, SN 2006gy и SN 2015L. Отметим, что они взрывались за пределами нашей галактики Млечный Путь и отличались исключительной мощностью и яркостью, а взорвавшиеся звезды, вероятно, принадлежали к классу Вольфа-Райе или ярких голубых переменных типа S Золотой Рыбы.

С объективной точки зрения, вероятность появления в результате этих взрывов кварковых звезд, ровно такая же, как и черных дыр или звезд нейтронных, поэтому данную информацию мы более приводим Вам для ведома, нежели для размышления. К стати, существует модель, относительно которой небезызвестная Эта Киля также может взорваться яркой и мощной кваркновой, оставив после себя кварковую звезду.

Опять же таки – это только гипотеза.

Ранее сообщалось о том, как лучше всего наблюдать лунное затмение 27 июля 2018 года (видео).

Источник: http://news-video.ru/kvarkovye-zvezdy-strannye-obekty-vo-vselennoj/

Топ-10 самых невероятных космических объектов

А вы знали, что самая массивная звезда весит в 265 раз больше Солнца?

15 фото

Подборка sergeydolya

№ 10. Туманность Бумеранг — самое холодное место во Вселенной

Туманность Бумеранг расположена в созвездии Центавра на расстоянии 5000 световых лет от Земли. Температура туманности равна −272 °C, что и делает ее самым холодным известным местом во Вселенной.

Поток газа, идущий от центральной звезды Туманности Бумеранг, движется со скоростью 164 км/с и постоянно расширяется. Из-за такого скоростного расширения в туманности такая низкая температура. Туманность Бумеранг холоднее даже реликтового излучения от Большого Взрыва.

Кит Тейлор и Майк Скаррот назвали объект «Туманность Бумеранг» в 1980 году после наблюдения его с англо-австралийского телескопа в обсерватории Сайдинг-Спринг. Чувствительность прибора позволила зафиксировать лишь небольшую асимметрию в долях туманности, откуда появилось предположение об изогнутой, как у бумеранга, форме.

Туманность Бумеранг была подробно сфотографирована космическим телескопом «Хаббл» в 1998 году, после чего стало понятно, что туманность имеет форму галстука-бабочки, но это название уже было занято.

№ 9. R136a1 — самая массивная звезда

R136a1 находится на расстоянии 165 000 световых лет от Земли в туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке. Этот голубой гипергигант является самой массивной звездой из всех известных науке. Также звезда является и одной из самых ярких, испуская света до 10 млн раз больше, чем Солнце.

Масса звезды составляет 265 масс Солнца, а масса при образовании — более 320. R136a1 обнаружила команда астрономов из Университета Шеффилда под руководством Пола Кроутера 21 июня 2010 года.

До сих пор остаётся неясным вопрос происхождения подобных сверхмассивных звёзд: образовались ли они с такой массой изначально, либо они образовались из нескольких меньших звёзд.

На изображении слева направо: красный карлик, Солнце, голубой гигант, и R136a1:

Кстати, сверхмассивная чёрная дыра может обладать массой от миллиона до миллиарда масс Солнца. Чёрные дыры являются конечными этапами эволюции массивных звёзд. Фактически они не являются звёздами, так как не излучают тепло и свет и в них более не проходят термоядерные реакции.

№ 8. SDSS J0100+2802 — самый яркий квазар с самой древней черной дырой

SDSS J0100+2802 — квазар, расположенный в 12,8 млрд световых лет от Солнца. Примечателен он тем, что питающая его Чёрная дыра имеет массу в 12 млрд масс Солнца, это в 3000 раз больше черной дыры в центре нашей галактики.

Светимость квазара SDSS J0100+2802 превосходит солнечную в 42 триллиона раз. А Черная дыра является самой древней из известных. Объект образовался через 900 миллионов лет после предполагаемого Большого взрыва.

Квазар SDSS J0100+2802 открыли астрономы из китайской провинции Юньнань при помощи 2,4 м Лицзянского телескопа 29 декабря 2013 года.

№ 7. WASP-33 b (HD 15082 b) — самая горячая планета

Планета WASP-33 b является экзопланетой у белой звёзды главной последовательности HD 15082 в созвездии Андромеды. По диаметру немного больше Юпитера. В 2011 году предельно точно была измерена температура планеты — около 3200 °C, что делает её самой горячей известной экзопланетой.

№ 6. Туманность Ориона — самая яркая туманность

Туманность Ориона (также известная как Мессье 42, M 42 или NGC 1976) — самая яркая диффузная туманность. Ее хорошо видно на ночном небе невооружённым глазом, и ее видно почти в любой точке Земли. Туманность Ориона находится на расстоянии около 1344 световых лет от Земли и имеет 33 световых года в поперечнике.

№ 5. CFBDSIR2149 — самая одинокая планета

Открыл эту одинокую планету Филипп Делорм с помощью мощного телескопа ESO. Главная особенность планеты в том, что она находится в космосе совсем одна. Для нас привычнее, что планеты вращаются вокруг звезды. Но CFBDSIR2149 не такая планета. Она одна, и ближайшая к ней звезда расположена слишком далеко, чтобы оказывать на планету гравитационное воздействие.

Подобные одинокие планеты и раньше находились учеными, но большое расстояние мешало их изучению. Изучение одинокой планеты позволит «больше узнать о том, как планеты могут быть выброшены из планетных систем».

№ 4. Круитни — астероид с идентичной Земле орбитой

Круитни — это околоземный астероид, движущийся в орбитальном резонансе с Землёй 1:1, пересекает при этом орбиты сразу трёх планет: Венеры, Земли и Марса. Его также называют квазиспутником Земли.

Круитни был обнаружен 10 октября 1986 года британским астрономом-любителем Дунканом Уалдроном с помощью телескопа Шмидта. Первое временное обозначение у Круитни было — 1986 TO. Орбита астероида была вычислена в 1997 году.

Благодаря орбитальному резонансу с Землёй, астероид пролетает свою орбиту в течение почти одного земного года (364 дня), то есть в любой момент времени Земля и Круитни находятся на том же расстоянии друг от друга, что и год назад.

Опасности столкновения этого астероида с Землёй не существует, по крайней мере, в течение ближайших нескольких миллионов лет.

№ 3. Глизе 436 b — планета из горячего льда

Глизе 436 b обнаружена американскими астрономами в 2004 году. Планета по размерам сопоставима с размерами Нептуна, масса Глизе 436 b равна 22 массам Земли.

В мае 2007 года бельгийские учёные под руководством Микаэля Жийон из Льежского университета установили, что состоит планета в основном из воды.

Вода находится в твёрдом состоянии льда под большим давлением и при температуре порядка 300 градусов по Цельсию, что приводит к эффекту «горячего льда». Гравитация создаёт огромное давление на воду, молекулы которой превращаясь в лёд.

И даже несмотря на сверхвысокую температуру, вода не способна испаряться с поверхности. Поэтому Глизе 436 b весьма уникальная планета.

Сравнение Глизе 436 b (справа) с Нептуном:

№ 2. Эль Гордо — самая крупная космическая структура в ранней Вселенной

Галактический кластер — это сложная суперструктура, состоящая из нескольких галактик.

Кластер ACT-CL J0102—4915, с неофициальным названием Эль Гордо, был открыт в 2011 году и считается самой крупной космической структурой в ранней Вселенной.

Согласно последним расчетам ученых, эта система в 3 квадриллиона раза массивнее Солнца. Кластер Эль Гордо находится в 7 миллиардах световых лет от Земли.

Согласно результатам нового исследования, Эль Гордо является результатом слияния двух кластеров, которые сталкиваются на скорости несколько миллионов километров в час.

№ 1. 55 Рака E — алмазная планета

Планету 55 Рака e обнаружили в 2004 году в планетной системе солнцеподобной звезды 55 Рака A. Масса планеты больше массы Земли почти в 9 раз.

Температура на стороне, обращённой к материнской звезде, равна +2400°C, и представляет из себя гигантский океан лавы, на теневой стороне температура составляет +1100°C.

Согласно новым исследованиям, 55 Рака e в своём составе содержит большую долю углерода. Считается, что треть массы планеты составляют толстые слои из алмаза. При этом воды в составе планеты почти нет. Планета находится в 40 световых годах от Земли.

Восход светила на 55 Рака е в представлении художника:

P.S.

  • Масса Земли равна 5.97×10 в 24 степени кг
  • Планеты-гиганты Солнечной системы
  • Юпитер — масса в 318 раз больше земной
  • Сатурн — масса в 95 раз больше земной
  • Уран — масса в 14 раз больше земной
  • Нептун — масса в 17 раз больше земной
Читайте также:  Коротко о теории струн - все о космосе

Также смотрите:

  • Конкурс астрофотографии David Malin Awards 2016
  • Внеземное

Источник: http://loveopium.ru/kosmos/top-10-samyx-neveroyatnyx-kosmicheskix-obektov.html

10 странных звезд, которые могут существовать в теории

Человека испокон веков манили звёзды. Современный учёные знают о небесных телах достаточно много – и об их типах, и о их строении. 

Но при этом астрофизики неуклонно выдвигают теории о существовании все новых разновидностей звезд, и зачастую их предположения подтверждаются. 

В нашем обзоре 10-ка самых невероятных звёзд, которые теоретически действительно могут существовать.

1. Кварковые звезды

Кварковые звезды.

Как известно, звезда в конце своей жизни может “схлопнуться” в черную дыру, в белого карлика или нейтронную звезду. Если звезда была достаточно плотной перед коллапсом в сверхновую, остаток звездной материи образует нейтронную звезду. Когда это происходит, звезда становится очень горячей и плотной, после чего пытается сколлапсироваться. 

Этому, однако, мешают фермионы (в данном случае, нейтроны), которые подчиняются принципу Паули.

Это означает, что нейтроны не могут быть сжаты до такого же квантового состояния и они отталкиваются от коллапсирующей материи, тем самым уравновешивая звездную материю в текущем состоянии.

На протяжении десятилетий астрономы предполагали, что нейтронная звезда так и будет пребывать в равновесии. 

Но, с развитием квантовой теории, астрофизики предположили возможность существования нового типа звезды, который образуется в случае прекращения дегенеративного давления нейтронного ядра. Назвали ее кварковой звездой.

При увеличении давления массы звезды, нейтроны будут распадаться на свои составляющие – кварки, которые в условиях сильного давлениея и огромного количества энергии будут в состоянии существовать в свободном состоянии.

Названный “странной материей”, этот суп из кварков будет невероятно плотным, гораздо плотнее обычной нейтронной звезды.

2. Электрослабые звезды

Электрослабые звезды.

Казалось бы, кварковые звезды – последний этап жизни звезды перед ее смертью и превращении в черную дыру.

Однако, физики недавно предположили существование еще одного теоретического типа звезды, которая может существовать между кварковой звездой и черной дырой.

Так называемая электрослабая звезда теоретически смогла поддерживать состояние равновесия благодаря сложным взаимодействиям между слабой ядерной силой и электромагнитной силой, известной как электрослабая сила. 

В электрослабой звезде энергия от массы звезды давила бы на ядро звезды из “странной материи”. При увеличении энергетического воздействия электромагнитная и слабая ядерная энергии “смешивались” бы, становясь практически неразличимыми.

При таком уровне энергии кварки в ядре начали бы растворяться в лептонах, таких как электроны и нейтрино. Фактически большая часть “странной” материи превратилась бы в нейтрино, а высвобождающаяся энергия препятствовала бы коллапсу звезды.

3. Объекты Торна-Житковой

Объекты Торна-Житковой.

В 1977 году Кип Торн и Анна Житкова опубликовали свою работу, в которой было подробное описание нового типа звезды, названной “Объект Торна-Житковой”.

Это гибридная звезда, которая образуется в результате столкновения между красным сверхгигантом и небольшой, плотной нейтронной звездой.

Поскольку красный сверхгигант является чрезвычайно огромной звездой, нейтронной звезде понадобятся сотни лет, чтобы просто пробиться через ее внутреннюю атмосферу. 

По мере погружения нейтронной звезды в красного сверхгиганта, орбитальный центр (так называемый барицентр) двух звезд будет двигаться в направлении центра сверхгиганта. В конце концов, две звезды сольются, в результате чего возникнет большая сверхновая и, в конечном итоге, черная дыра.

4. Замороженные звезды

Замороженные звезды.

Стандартная звезда сжигает водородное топливо, создает гелий и поддерживает свое существование энергией и давлением, которые создаются во время этого процесса. Тем не менее, водород не вечен, и в конце концов звезда начнет сжигать более тяжелые элементы.

К сожалению, энергия, высвобождающаяся при сгорании этих тяжелых элементов, не настолько обильна, как при сгорании водорода, и звезда начинает охлаждаться.

Когда звезда в конечном счете становится сверхновой и взрывается, то она буквально “засеивает” вселенную молекулами металла, которые затем играют существенную роль в формировании новых звезд и планет. 

Поскольку Вселенная становится все старше, все больше и больше звезд взрываются, а соответственно и в пространстве становится все больше металла.

В прошлом в звездах почти не было металла, но со временем это количество все растет.

В будущем, при старении Вселенной, будут образовываться новые и необычные виды металлических звезд, в том числе и гипотетические замороженные звезды, которые смогут поддерживать ядерный синтез при нулю градусов по Цельсию.

5. Магнитосферические вечно коллапсирующие объекты

Магнитосферические вечно коллапсирующие объекты.

С черными дырами связано непонятных явлений и парадоксов. Теоретики предположили существование различных звездообразных объектов.

К примеру, в 2003 году ученые предположили, что черные дыры на самом деле не являются сингулярностями (как считалось ранее), а они – экзотический тип звезд, которые были названы “магнитосферический вечно коллапсирующий объект”.

Подобный объект якобы должен разрешить парадокс, при котором материя коллапсирующей черной дыры в конце концов начинает двигаться быстрее скорости света. 

Изначально магнитосферический вечно коллапсирующий объект образуется, как обычная черная дыра — под воздействием гравитации материя начинает “схлопываться” внутрь звезды.

Но энергия, возникающая при столкновении частиц, создает субатомное внешнее давление, которое противостоит давлению, вызванному синтезом в ядре звезды. Это позволяет подобному объекту оставаться относительно стабильным.

Он никогда не достигнет горизонта событий и никогда полностью не разрушится.

6. Звезды III населения

Звезды III населения.

Как прогнозируют ученые, ближе к закату Вселенной появятся холодные металлические звезды. Однако, а как же обстоят дела с звездами на другом конце спектра? Эти звезды, состоящие из первичного газа, оставшегося от Большого Взрыва, были названы звездами III населения.

Схема населения звезд была разработана Вальтером Бааде в 1940 году, а в ней было описано содержание металла в звезде. Чем выше число “населения”, тем в звезде выше содержание металла.

Долгое время разделяли только два вида звезд (логически названные звездами населения I и II). 

Однако, современные астрофизики начали серьезно исследовать тип звезд, которые должны были существовать сразу после Большого Взрыва.

В них не было тяжелых элементов, а состояли они полностью из водорода и гелия, с возможными вкраплениями лития. Звезды III населения были абсурдно яркими и гигантскими, больше, чем большинство нынешних звезд.

В ядрах не только синтезировались обычные элементы, они также питались от реакции аннигиляции темной материи. 

Существование подобных звезд было очень недолгим, всего около двух миллионов лет. В конце концов, эти звезды сожгли весь свой водород и гелий, начали синтезировать более тяжелые металлические элементы и взорвались, рассеяв их по всей вселенной.

7. Квазизвезды

Квазизвезды.

Не стоит путать квазизвезды с квазарами (объектом, который выглядит, как звезда, но на самом деле не является ей). Квазизвезда – теоретический тип звезды, которые мог бы существовать только на заре Вселенной.

Как и объекты Торна-Житковой, они были бы “каннибалами”, но вместо того, чтобы скрывать еще одну звезду в центре, там была бы черная дыра. Квазизвезды должны были образовываться из массивных звезд III населения.

 

При коллапсе обычных звезд они становятся сверхновыми и оставляют после себя черную дыру. В квазизвезде плотный внешний слой ядерного материала должен был впитать энергию взрыва от коллапса, которая бы не вышла за пределы сверхновой.

Таким образом, внешняя оболочка звезды осталась бы нетронутой, в то время как внутри ее образовалась бы черная дыра.

Равновесие существования такой звезды поддерживалось бы противостоянием энергии, излучаемой из ядра черной дыры, и энергии гравитационного коллапса.

8. Преонные звезды

Преонные звезды.

Философы на протяжении веков вели прения относительно того, что является наименьшим возможным делением материи. Обнаружив протоны, нейтроны и электроны, ученые посчитали, что они нашли базовую структуру Вселенной. Однако, с ходом развития науки, были найдены более мелкие частицы, что заставило пересмотреть всю концепцию нашей Вселенной. 

Гипотетически, деление может продолжаться вечно, но некоторые теоретики считают, что так называемые преоны являются наименьшими частицами в природе.

Теоретически преонные звезды были бы величиной от горошины до футбольного мяча. В столь крошечном объеме содержалась бы масса примерно равная Луне.

Существование преонных звезд могло бы дать разгадку огромного содержания во Вселенной так называемой темной материи.

9. Звезды Планка

Звезды Планка.

Один из самых интересных вопросов о черных дыр — как же они выглядят изнутри.

Часто центр черной дыры описывается как сингулярность с бесконечной плотностью и без пространственного измерения, но что это означает на самом деле? Современные теоретики предположили, что в центре черных дыр находятся так называемые звезды Планка.

Якобы звезда Планка – очень странное явление, которое поддерживается обычным ядерным синтезом. Она была названа так, поскольку должна иметь плотность энергии близкую к планковской плотности (т. е. – 5,15 х 10^96 килограммов на кубический метр).

10. Пушистый клубок

Пушистый клубок.

Физики любят придумывать забавные названия для сложных концепций. “Пушистый клубок” — симпатичное название для смертельной области космоса, которая моментально убивает все рядом. Теория пушистого клубка — по сути попытка описать черную дыру, используя теорию струн.

По существу, пушистый клубок не настоящая звезда в обычном понимании, это не шар плазмы, поддерживаемый термоядерным синтезом. Скорее, это область запутанных струн энергии, поддерживаемых их собственной внутренней энергией.

Подобный объект попросту испарял бы любое вещество, приближающееся к нему.

Источник

Источник: https://interesnosti.com/1427573513017887456/10-strannyh-zvezd-kotorye-mogut-suschestvovat-v-teorii/

10 гипотетических астрономических объектов, которые могут существовать

Космос уже долгое время является неотъемлемой частью нашей жизни. С тех пор как мы начали понимать свое окружение, мы часто смотрим на звезды в поисках ответов, вдохновения и успокоения.

Наблюдение за ними породило множество идей для создания сотен кинолент и написания тысяч различных книг.

На наших знаниях о космосе созданы календари и гороскопы, в которых описывается, как расположение астрономических объектов может определять индивидуальные черты нашего характера и предсказывать важные события в нашей жизни.

https://www.youtube.com/watch?v=FEXxEHgwhz8

Космос вдохновил и продолжает вдохновлять множество визионеров будущего. Мы пытаемся разработать методы и пути к межзвездным путешествиям, созданию космических коммуникационных сетей и даже рассматриваем вероятности путешествий во времени через кротовые норы.

Представленные в сегодняшнем списке объекты выглядят так, как будто взяты из какой-то старой научно-фантастической книги. Однако множество ученых считают, что они могли бы существовать где-то в бескрайних просторах космоса, и нам остается лишь их найти, чтобы в этом убедиться.

Читайте также:  Созвездие дева - все о космосе

Поэтому сегодня поговорим о десятке самых интересных гипотетических астрономических объектов, которые могут существовать на самом деле.

Звезды-зомби

Как становится понятным из самого названия, это звезды, которые каким-то образом в буквальном смысле вернулись к жизни. Все мы слышали о сверхновых, которые нередко называют смертельной агонией звезды.

Так вот, в большинстве случаев сверхновые на самом деле представляют финальную фазу жизни звезды, когда они в буквальном смысле взрываются и полностью уничтожаются.

Однако ученые в NASA считают, что сверхновые могут оставлять после себя часть умирающей карликовой звезды.

Впервые о возможности появления звезд-зомби астрономы заговорили, когда провели наблюдение за тусклой синей звездой, кормящей своей энергией более крупную звезду-компаньона. Этот процесс в конечном итоге привел к появлению относительно небольшой сверхновой звезды, получившей классификацию «Type Iax».

Она не очень яркая и источает не так много звездной массы, как это делают сверхновые класса «Type Ia». На данный момент это единственный из известных процессов, приводящий к взрыву белых карликов. Как правило, звезды, которые взрываются в конце своего жизненного цикла, массивные и имеют относительно короткие временные переходные циклы.

Белые карлики, в свою очередь, холоднее, живут дольше и обычно не взрываются. Вместо этого они рассевают свою массу, создавая планетарную туманность. Специалисты NASA говорят, что обнаружили уже порядка 30 сверхновых подкласса Type Iax, оставивших после себя выживших белых карликов.

Однако требуются дополнительные исследования и наблюдения, чтобы подтвердить их существование.

Белые дыры

О белых дырах теоретизируют ученые, занимающиеся черными дырами. Работая со сложными математическими моделями, описывающими черные дыры, астрономы обнаружили, что при наличии сингулярности в центре черной дыры, не имеющей массы, или при отсутствии массы внутри горизонта событий может быть создана белая дыра.

Модели говорят, что если бы белые дыры действительно существовали, то их поведение было бы полностью противоположно черным. То есть вместо поглощения абсолютно всей материи, их окружающей, они бы «выплевывали» ее во Вселенную.

Однако те же модели говорят, что белые дыры могут существовать только в том случае, если внутри их горизонта событий нет никакой материи. В противном случае даже один атом материи, вошедший внутрь горизонта событий белой дыры, будет способен вызывать ее коллапс и полное исчезновение.

То есть если белые дыры когда-то и существовали бы в начале бытия нашей Вселенной, их жизненный цикл был бы очень коротким, так как Вселенная заполнена материей.

Сфера Дайсона

Концепт сферы Дайсона был впервые представлен Фрименом Дайсоном, американским физиком и астрономом, исследовавшим эту идею посредством мысленного эксперимента. Он представил сферу огромного радиуса, окружающую звезду и выступающую в роли коллектора солнечной энергии.

По его мнению, достаточно развитая в технологическом плане цивилизация сможет использовать некую «оболочку», или «кольцо материи» (дословно), с помощью которых можно будет собирать до 100 процентов излучаемой звездой энергии и передавать ее на планету. Дайсон представил эту «сферу» в качестве попытки объяснить возможность существования внеземной жизни во Вселенной.

Обнаружение подобного объекта где бы то ни было во Вселенной станет прямым доказательством наличия высокоразвитой инопланетной цивилизации.

Факт вдогонку. Если мы однажды обретем технологии, которые позволят нам создать сферу Дайсона вокруг Солнца, то мы сможем генерировать 384 йотаватта энергии, что по сути является всей генерируемой мощностью ядра Солнца.

Черные карлики

Возможно, термин «черный карлик» и не вызывает таких же фантастических аналогий, как это делает термин «звезда-зомби», однако сам концепт этого гипотетического звездного объекта не менее интересен. Астрономам известно о существовании звезд класса белые, коричневые и красные карлики.

Черных карликов пока никто не видел, поэтому они пока ближе к теории. Тем не менее ученые считают, что эти объекты могут формироваться из очень долго остывающих белых карликов, когда их температура достигает уровня температуры реликтового излучения — космического микроволнового фонового излучения, оставшегося после Большого взрыва.

Его показатель сейчас составляет около 2,7 Кельвина.

Предполагается, что эти черные карлики могут быть практически невидимыми, так как они не обладают внутренним источником энергии и, следовательно, обладают очень низкой температурой.

Теоретически если белый карлик с температурой 5 Кельвинов смог бы превратиться в черного карлика, то это заняло порядка 1015 лет.

Однако жизненный цикл белых карликов очень длинный, поэтому снижения их температуры до такого уровня придется ждать очень и очень долго.

Кварковые звезды

Кварковые, или, как их еще называют, «странные» звезды, – это звезды, состоящие из так называемой «кварковой материи», элементарных частиц обычной материи.

Астрономы считают, что подобные звезды могут создаваться после того, как у среднеразмерных звезд (примерно в 1,44 раза меньше нашего Солнца) заканчивается топливо для поддержания термоядерной реакции и они переходят в коллапсирующую стадию своего жизненного цикла. При коллапсе протоны и электроны сжимаются друг с другом настолько сильно, что в итоге формируют нейтроны.

Однако ученые предполагают, что если звезда обладает достаточно большой массой и продолжает коллапсировать после этой стадии, то созданные нейтроны под колоссальным давлением могут разбиваться на кварки, создавая удивительно плотную форму материи.

В научной статье, опубликованной в 2012 году, рассказывается гипотетический характер и природа этих странных звезд.

Авторы работы объясняют, что эти звезды могут быть окутаны тонкой ядерной «корой» из тяжелых ионов, погруженных в электронный газ. Но не всегда. Иногда эта кора может отсутствовать.

В таком случае кварковые звезды начинают производить очень мощные электрические поля до 1019 В/см (вольт на сантиметр).

Океанические планеты

Как предполагает само название — поверхность океанических планет, или водных миров, может быть полностью покрыта бескрайними океанами.

Идея о водных мирах стала популярной, когда аэрокосмическое агентство NASA объявило о существовании двух планет за пределами нашей Солнечной системы: Kepler-62e и Kepler-62f.

Ученые подозревают, что эти планеты могут быть океаническими мирами и содержать богатую разнообразную океаническую жизнь.

В работе, опубликованной в июне 2004 года, объясняется, как этот тип планет может формироваться.

Считается, что подобные планеты могут появляться только на относительно большом удалении от своих родных звезд и уже затем медленно начинают к ним приближаться (примерно за период около 1 миллиона лет).

Через время планета становится в 5-10 раз ближе к звезде, чем изначально была сформирована. В статье также обсуждается внутренняя структура таких планет, а также то, насколько глубокими могут быть их океаны и какая атмосфера может покрывать эти водные миры.

Хтонические планеты

Идея хтонических планет стала популярной благодаря планете Осирис, находящейся примерно в 153 годах от Солнечной системы. Ученые аэрокосмического агентства NASA были удивлены, когда обнаружили углерод и кислород в атмосфере планеты, находящейся за пределами Солнечной системы. Однако позже выяснилась еще одна интересная деталь — атмосфера Осириса очень быстро испаряется.

На базе этого исследователи вывели новый класс планет, называющихся хтоническими. Становятся они ими тогда, когда газовые гиганты, похожие на наш Юпитер, выходят на критический уровень сближения со своими родными звездами.

В этом случае внешние слои их атмосферы начинают быстро испаряться.

По своей сути Хтонические планеты являются останками некогда больших газовых гигантов, утративших свою газовую оболочку и обнаживших свое плотное центральное ядро.

Преонные звезды

Гипотетические преонные звезды могут являться продолжением кварковых. Когда звезда сожмется настолько, что превратится в кварковую звезду, но при этом по-прежнему сохранит достаточно массы, чтобы продолжать процесс коллапса, то кварки, по мнению ученых, начнут разделяться на преоны.

К настоящему моменту наукой не найдено способа разделения кварков на преоны. Тем не менее если кварки из них действительно состоят, то теоретически звезда будет способна достигнуть еще более плотного состояния.

Галактики-призраки

Так называемые галактики-призраки – это темные галактики, обладающие очень малым количеством звезд. Они настолько неэффективны в создании новых светил, что в основном состоят из газа и пыли, что делает их практически невидимыми.

Они по-прежнему считаются гипотетическими объектами, однако астрономы склонны считать, что галактики-призраки могут существовать на самом деле. В 2012 году международная группа ученых заявила, что обнаружила первую такую темную галактику.

Для подтверждения результатов требуется проведение большего анализа данных.

Еще к галактикам-призракам приписывают также и другой вид галактик. Их особенность заключается в том, что они до 99 процентов состоят из темной материи. Одну из таких галактик, получившую название Dragonfly 44, нашли в 2014 году.

По массе она не уступает Млечному Пути, но при этом обладает в 100 раз меньшим по сравнению с нашей галактикой количеством звезд.

Если нам когда-нибудь удастся более подробно за ней понаблюдать и изучить, то эта информация серьезно повысит наш багаж знаний о процессе формирования как самих галактик, так и темной материи.

Космические струны

Космические струны – это сама по себе безумная идея, но самое безумное в ней заключается в том, что они могут существовать на самом деле.

Эти струны представляют собой некие дефекты в ткани пространства и времени и появились вскоре после зарождения Вселенной.

Если бы имелась возможность взаимодействовать с одной из таких струн, то, согласно теориям, можно было бы создать «закрытую кривую времени», позволяющую путешествовать обратно во времени.

Ученых настолько заинтересовали космические струны, что они стали думать над тем, как на их базе можно было бы создать машину времени. По их мнению, если поместить две струны достаточно близко друг к другу или соединить струну с черной дырой, то можно создать целый массив таких закрытых временных кривых, перемещаясь в пространстве и времени.

Несмотря на то, что убедительных доказательств в их существовании пока обнаружено не было, есть косвенные признаки их присутствия в ткани Вселенной.

Это, в частности, показывает наблюдение за квазарами, а также некоторыми галактиками.

Как говорят ученые, увидеть саму космическую струну невозможно, но она, как любой очень массивный объект, создаёт эффект гравитационного линзирования — заставляет свет от источников, находящихся за ней, её огибать.

Источник

Источник: https://vseonauke.com/1315054677322631846/10-gipoteticheskih-astronomicheskih-obektov-kotorye-mogut-suschestvovat/

Ссылка на основную публикацию