دانشمندان در تلاش هستند تا درباره ستارگان نوترونی که اجرام آسمانی بسیار متراکم و بی جان هستند، اطلاعات بیشتری کسب کنند. آنها از یک کامپیوتر قدرتمند برای تجزیه و تحلیل ستارگان استفاده کردند و دریافتند که احتمال زیادی وجود دارد (بین ۸۰ تا ۹۰ درصد) که هسته این ستارگان چیزی به نام کوارک های آزاد داشته باشد. این کوارک ها معمولاً درون ذرات مانند پروتون و نوترون گیر می کنند، اما اگر در هسته ستاره های نوترونی آزاد باشند، شکل منحصر به فردی از ماده به نام «ماده کوارک سرد» ایجاد می کند. در این حالت، پروتون‌ها و نوترون‌ها نمی‌توانند وجود داشته باشند، بنابراین هیچ اتمی وجود ندارد، فقط کوارک وجود دارد.
اگر این کشف تایید شود، به این معنی است که ستارگان نوترونی مانند هسته های اتمی غول پیکر هستند، که گام بزرگی در درک بهتر آنها است. ستارگان نوترونی زمانی به وجود می آیند که ستارگانی با جرم ۱۰ تا ۲۰ برابر خورشید بدون سوخت و فروپاشی می شوند. این فروپاشی منجر به انفجاری عظیم به نام ابرنواختر می شود که هسته ای کوچک و فوق العاده متراکم را پشت سر می گذارد.
چگالی شدید باعث می شود حتی یک قطعه کوچک از این ماده، مانند یک حبه قند، وزنی در حدود ۱ میلیارد تن روی زمین داشته باشد. دانشمندان اکنون در حال کار برای کشف بیشتر در مورد این ماده منحصر به فرد، ماده کوارک سرد هستند، اما نمی توانند مستقیماً آن را در ستاره های نوترونی مطالعه کنند، زیرا آنها بسیار دور هستند. در عوض، آنها از روش های آماری و ابررایانه ها برای شبیه سازی شرایط ستارگان استفاده می کنند.
شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که ماده کوارکی سرد احتمالاً در ستارگان نوترونی وجود دارد و حالتی متفاوت از ماده هسته‌ای معمولی ایجاد می‌کند. همچنین کمتر از ۲۰ درصد احتمال تغییر سریع از ماده هسته ای به ماده کوارکی وجود دارد که می تواند ستاره های نوترونی را ناپایدار کند و احتمالاً به سیاهچاله تبدیل شود. محققان امیدوارند در آینده با استفاده از آشکارسازهای امواج گرانشی، وجود هسته‌های کوارک ماده را زمانی که به اندازه کافی حساس شدند، تأیید کنند.
علیرغم پیشرفت‌ها در جمع‌آوری داده‌ها، همانطور که توسط محققانی که میلیون‌ها ساعت را صرف شبیه‌سازی کردند تا تئوری‌های خود را با مشاهدات تطبیق دهند و شانس هسته‌های کوارک-ماده را محدود کنند، همچنان به انرژی و زمان زیادی نیاز دارد.
آیا ستارگان نوترونی واقعاً هسته اتمی دارند؟
یک ستاره کوچک شبیه یک هسته عظیم بدون هیچ فضای خالی است. ستارگان نوترونی موجوداتی عجیب و غریب و فریبنده هستند. آنها شکل شدیدی از ماده را به نمایش می گذارند که فیزیکدانان مشتاق درک بهتر آن هستند. با این حال، حتی اگر شانس بازدید از یکی را داشتید، عاقلانه بود که دعوت را رد کنید.
درون یک ستاره چگونه است؟
ستاره ها بیشتر از گازهای هیدروژن و هلیوم تشکیل شده اند. در هسته یک ستاره، دما و فشار بسیار زیاد است و به چهار پروتون اجازه می دهد تا با هم جمع شوند و هلیوم را از طریق یک سری مراحل ایجاد کنند. این فرآیند همجوشی مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کند و باعث می‌شود ستارگان نور درخشانی ساطع کنند.
آیا ستاره های نوترونی می توانند طلا داشته باشند؟
مطالعات اخیر نشان می‌دهد که ستاره‌های نوترونی دوتایی منشأ آسمانی احتمالی طلا، پلاتین و سایر فلزات متراکم هستند که امروزه مشاهده می‌شوند. بیشتر عناصر سبک تر از آهن در هسته ستارگان ایجاد می شوند. هسته به شدت داغ یک ستاره، همجوشی پروتون‌ها را به حرکت در می‌آورد و آنها را نزدیک‌تر می‌کند تا عناصر سنگین‌تری را تشکیل دهند.
آیا ستاره های نوترونی ماده تاریک دارند؟
تیمی از دانشگاه چینی هنگ کنگ پیشنهاد کرده است که ستارگان نوترونی حاوی مقدار کمی ماده تاریک ممکن است از طریق یک مسیر مداری تشکیل شوند.
منابع
