Astronomen haben möglicherweise einen hypothetischen „außerirdischen Stern“ im Weltraum entdeckt: ScienceAlert

Mit einer Masse von etwa drei Viertel unserer Sonne, zusammengepfercht in einer Kugel, die bequem in Manhattan sitzen könnte, ist das kompakte Objekt XMMU J173203.3-344518 sicherlich bemerkenswert. Seltsam sogar. Vielleicht bizarr.

Aber ist es seltsam? Eine neue Studie von Astrophysikern der Universität São Paulo und der Federal University of ABC in Brasilien bestätigt, dass dieser überraschend dichte Klumpen aus Sternenmaterial seltsam sein könnte, aber vielleicht nicht so, wie Sie vielleicht denken.

Im vergangenen Jahr haben Forscher des Instituts für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen in Deutschland die Entfernung zwischen uns und dem winzigen Leichnam eines toten Sterns, der sich im Supernova-Überrest wegdreht, neu berechnet HESS J1731-347.

Mit einer Entfernung von nur 8.150 Lichtjahren blieb die revidierte Entfernung geringer als die vorherige Schätzung von etwa 10.000 Lichtjahren. Die neue Entfernung erforderte eine Neuberechnung der Eigenschaften des kompakten Objekts, insbesondere seiner Größe und Masse.

Hier wurde es etwas spannend.

Wenn Sternen einer bestimmten Masse der Treibstoff ausgeht, den ihre Gravitation das Tageslicht leicht zermalmen kann, kollabieren sie in einem kosmischen Donnerschlag aus Hitze und Elektromagnetismus, der einen Teil ihrer äußeren Hülle wegbläst.

Alles, was bleibt, ist ein Objekt, das so dicht ist, dass seine Atome Wange an Wange gepresst werden. Tief in seinem Kern stecken Elektronen in ihren Kernen und zwingen Protonen, ihre Ladung zu verlieren und sich in Neutronen umzuwandeln. Herzlichen Glückwunsch, es ist ein neugeborener Neutronenstern.

Wenn genügend Masse vorhanden ist, überwindet all diese zusätzliche Gravitation kritische Kernkräfte, um Materie in etwas Unvorstellbares zu zerschmettern und stattdessen ein Schwarzes Loch zu schaffen. Aber zu wenig Masse, und Atome bleiben freundliche Nachbarn in einem sogenannten Weißen Zwerg.

Es wird angenommen, dass diese untere Massengrenze für einen Neutronenstern knapp über einer Sonnenmasse liegt. Das leichteste erkannt bisher ist es nur die 1,17-fache Masse der Sonne.

Mit 77 Prozent einer Sonnenmasse ist XMMU J173203.3-344518 nicht nur rekordverdächtig; es ist geradezu verwirrend. Neutronensterne haben nichts damit zu tun, so klein zu sein.

Was impliziert, dass es sich möglicherweise überhaupt nicht um einen Neutronenstern handelt. Spekulieren Sie, dass es sich stattdessen um ein Objekt namens a handelte seltsamer Stern – hauptsächlich aus Teilchen bestanden, die als seltsame Quarks bekannt sind – überließen die Forscher ihre Schlussfolgerungen anderen Forschern, damit sie herumspielen konnten.

Diese neue Untersuchung setzte dort an, wo die letzte Studie aufgehört hatte, und kehrte zu dem ungewöhnlich kleinen kompakten Objekt in HESS J1731-347 zurück und überprüfte seine Masse, seinen Radius und seine Oberflächentemperatur.

Durch den Vergleich ihrer Ergebnisse mit seltsamen Materiegleichungen und spekulativen Modellen für ihre Entstehung in Supernovae stimmte das Team darin überein, dass dieses seltsame kleine Objekt immer noch alle Eigenschaften eines hypothetischen seltsamen Sterns hat.

Quarks sind Elementarteilchen, die sich zu Trios gruppieren, um Baryonen zu bilden. Zwei der bekanntesten Beispiele dieser Gruppen sind die Kernteilchen Protonen und Neutronen.

Konzentrieren Sie irgendwo genug Energie, und diese Bündel bürstender Güte können die Kräfte überwinden, die sie binden, um sich zu etwas weniger Strukturiertem zu arrangieren. Setzen Sie diese heiße Suppe ausreichend unter Druck, und ihr Quark kann als eine neue Form von Materie erscheinen, die vollständig, nicht überraschend, Quarkmasse genannt wird.

Quarks kommen in einer Vielzahl von Formen oder Geschmacksrichtungen vor. „Up“- und „Down“-Geschmacksrichtungen mischen und passen zusammen, um Protonen und Neutronen zu bilden. Bei ausreichendem Druck kann sich Down Quark in Up Quark verwandeln, der wiederum einen anderen Geschmack annehmen kann – einen seltsamen Quark.

Wie ein superkompaktes Objekt, das hauptsächlich aus seltsamen Quarks besteht, aus einer Supernova hervorgeht, ist noch nicht klar, obwohl einige Modelle darauf hindeuten, dass sich Quarkmaterial typischerweise vom Beginn des Kollapses an entwickelt hat.

Unter ziemlich einzigartigen Umständen führt etwas dazu, dass diese Materie dominiert und beim Kollaps noch mehr Energie freisetzt, um mehr Masse als gewöhnlich abzuwerfen und den Rest von Quarks zurückzulassen.

Um auf die neueste Studie zurückzukommen: Ihre überarbeiteten Schätzungen des Alters und der Oberflächentemperatur von XMMU J173203.3-344518 sowie des Radius und der geringen Masse des Objekts stimmen mit den Abkühlungsbedingungen überein, die auf seine seltsame Zusammensetzung hindeuten.

Dies bedeutet nicht, dass etwas „Normaleres“ ausgeschlossen werden kann. Dies gibt der astronomischen Gemeinschaft noch mehr Grund, ihre Teleskope auf XMMU J173203.3-344518 auszurichten, da es sich um einen wegweisenden Fall handelt.

Wie die Autoren argumentieren„Es ist verfrüht, eine stärkere Schlussfolgerung zu ziehen, obwohl dies ein wichtiger Fall ist und andere Entdeckungen das Gesamtbild ergänzen können.“

Diese Forschung wurde angenommen in Astronomie und Astrophysik Briefe und ist derzeit verfügbar auf arXiv.