უცნაური ვარსკვლავი

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                     უცნაური ვარსკვლავი

                    ნეიტრონული ვარსკვლავის კონცეფცია უცნაური კვარკული ვარსკვლავის წინააღმდეგ

უცნაური ვარსკვლავი, რომელსაც ასევე უცნაურ კვარკულ ვარსკვლავს უწოდებენ,  არის ჰიპოთეტური კომპაქტური ასტრონომიული ობიექტი, კვარკული ვარსკვლავი , რომელიც შედგება უცნაური კვარკული მატერიისგან . 

უცნაური ვარსკვლავები შეიძლება არსებობდნენ ბოდმერ-ვიტენის ვარაუდის გაუთვალისწინებლად ნულთან ახლოს ტემპერატურასა და წნევაზე სტაბილურობის შესახებ, ისევე როგორც უცნაური კვარკული მატერია შეიძლება წარმოიქმნას და სტაბილური დარჩეს ნეიტრონული ვარსკვლავების ბირთვში , ისევე როგორც ჩვეულებრივი კვარკული მატერია.  ასეთ უცნაურ ვარსკვლავებს ბუნებრივად ექნებათ ნეიტრონული მატერიის ქერქის ფენა . ქერქის ფენის სიღრმე დამოკიდებული იქნება მთელი ვარსკვლავის ფიზიკურ პირობებსა და გარემოებებზე და ზოგადად უცნაური კვარკული მატერიის თვისებებზე.  ვარსკვლავებს, რომლებიც ნაწილობრივ შედგება კვარკული მატერიისგან (მათ შორის უცნაური კვარკული მატერიისგან), ასევე ჰიბრიდულ ვარსკვლავებს უწოდებენ . 

უცნაური ვარსკვლავების ქერქის ფენის კოლაფსი სწრაფი რადიოაფეთქებების ერთ-ერთი სავარაუდო მიზეზია

 

თეორიული აღწერა

ნეიტრონული ვარსკვლავები წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ვარსკვლავის კოლაფსი იმდენად ძლიერი ძალით ხდება, რომ გრავიტაცია აიძულებს სუბატომურ ნაწილაკებს , როგორიცაა პროტონები და ელექტრონები, შეერთდნენ ნეიტრალურად დამუხტულ ნეიტრონულ ნაწილაკებად, რაც ნეიტრინოების წვიმას გამოყოფს . თუ შედეგად მიღებული ნეიტრალური ბირთვი ფორმის შენარჩუნებას და შავ ხვრელად არ კოლაფსირებას შეძლებს , შედეგად მივიღებთ წარმოუდგენლად მკვრივ ციურ სხეულს, რომელიც თითქმის მთლიანად უმუხტო ნაწილაკებისგან შედგება.

პროტონები და ნეიტრონები სამი კვარკისგან შედგება : პროტონი ორი ზედა კვარკისა და ერთი ქვედა კვარკისგან , ნეიტრონი ორი ქვედა კვარკისა და ერთი ზედა კვარკისგან. არსებობს ჰიპოთეზა, რომ ნეიტრონულ ვარსკვლავებში პირობები იმდენად ექსტრემალურია, რომ ხდება პროცესი, რომელიც ცნობილია როგორც დეკონფინირება : სადაც სუბატომური ნაწილაკები იხსნება და თავისუფალ ნაწილაკებად ტოვებენ თავიანთ შემადგენელ კვარკებს. შემდეგ ტემპერატურა და წნევა აიძულებს ამ კვარკებს ერთმანეთთან იმდენად შეკუმშონ, რომ ისინი წარმოქმნიან მატერიის ჰიპოთეტურ ფაზას, რომელიც ცნობილია როგორც კვარკული მატერია . თუ ეს მოხდება, ნეიტრონული ვარსკვლავი „ კვარკულ ვარსკვლავად “ იქცევა. თუ წნევა საკმარისად დიდია, კვარკებზე შეიძლება კიდევ უფრო დიდი გავლენა იქონიოს და ისინი უცნაურ კვარკებად გარდაიქმნან , რომლებიც შემდეგ ურთიერთქმედებენ სხვა „არაუცნაურ“ კვარკებთან უცნაური მატერიის წარმოსაქმნელად . თუ ეს მოხდება, კვარკული ვარსკვლავი უცნაურ ვარსკვლავად იქცევა.

მახასიათებლები

უცნაური კვარკული მატერიის ადრეული კვლევები ვარაუდობდნენ, რომ ის ერთგვაროვანი სითხე იქნებოდა, მაგრამ სხვა მოდელები გვთავაზობენ  ჰეტეროგენულ ალტერნატივას დადებითად დამუხტული „ უცნაური კვარკული ნაგეტებით “, რომლებიც ჩაშენებულია უარყოფითად დამუხტულ ელექტრონულ გაზში.  ეს სტრუქტურა ამცირებს ვარსკვლავების გარე ელექტრულ ველს და სიმკვრივის ვარიაციას წინა თეორიულ მოლოდინებთან შედარებით, რის შედეგადაც ასეთი ვარსკვლავები თითქმის განურჩევლად გამოიყურებიან ჩვეულებრივი ნეიტრონული ვარსკვლავებისგან.

სხვა თეორიული ნაშრომები ამტკიცებენ, რომ:

კვარკულ მატერიასა და ვაკუუმს შორის მკვეთრ ზედაპირს ნეიტრონული ვარსკვლავის ზედაპირისგან ძალიან განსხვავებული თვისებები ექნებოდა. 

ისეთი ძირითადი პარამეტრების გათვალისწინებით, როგორიცაა ზედაპირული დაჭიმულობა და ელექტრული ძალები , რომლებიც უგულებელყოფილი იყო თავდაპირველ კვლევაში, შედეგები აჩვენებს, რომ სანამ ზედაპირული დაჭიმულობა დაბალ კრიტიკულ მნიშვნელობაზე დაბალია, დიდი სტრეინჯლეტები ნამდვილად არასტაბილურია ფრაგმენტაციის მიმართ და უცნაური ვარსკვლავები ბუნებრივად წარმოიქმნება რთული სტრეინჯლეტების ქერქით, ნეიტრონული ვარსკვლავების ანალოგიურით. 

ქერქის კოლაფსი

უცნაური ვარსკვლავის ქერქის კოლაფსისთვის, მან რაღაც ფორმით უნდა შეიწოვოს მატერია გარემოდან.

მისი მატერიის მცირე რაოდენობით გამოყოფაც კი კასკადურ ეფექტს იწვევს ვარსკვლავის ქერქზე.  ვარაუდობენ, რომ ეს იწვევს მაგნიტური ენერგიის, ასევე ელექტრონ-პოზიტრონული წყვილების მასიურ გამოყოფას კოლაფსის ეტაპის საწყის ფაზებში. მაღალი ენერგიის ნაწილაკების და მაგნიტური ენერგიის ეს გამოყოფა ასეთ მოკლე დროში იწვევს ახლად გამოთავისუფლებული ელექტრონ-პოზიტრონული წყვილების მიმართვას უცნაური ვარსკვლავის პოლუსებისკენ, უცნაური ვარსკვლავის მატერიის საწყისი სეკრეციის შედეგად შექმნილი მაგნიტური ენერგიის გაზრდის გამო. როგორც კი ეს ელექტრონ-პოზიტრონული წყვილები ვარსკვლავის პოლუსებისკენ იქნება მიმართული, ისინი შემდეგ რელატივისტური სიჩქარით გამოიტყორცნებიან, რაც, სავარაუდოდ, სწრაფი რადიოაფეთქებების ერთ-ერთი მიზეზია .

პირველყოფილი უცნაური ვარსკვლავები

თეორიულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ კვარკული ვარსკვლავები შესაძლოა არა მხოლოდ ნეიტრონული ვარსკვლავებისა და ძლიერი სუპერნოვებისგან წარმოიქმნას, არამედ ისინი ასევე შეიძლება წარმოიქმნას დიდი აფეთქების შემდგომ ადრეულ კოსმოსურ ფაზურ განცალკევებაში , ჰიპოთეტური პირველყოფილი შავი ხვრელების მსგავსად . 

თუ ეს პირველყოფილი კვარკული ვარსკვლავები უცნაურ კვარკულ მატერიად გარდაიქმნებიან მანამ, სანამ ადრეული სამყაროს გარე ტემპერატურა და წნევა მათ არასტაბილურს გახდის, ისინი შესაძლოა სტაბილურები გახდნენ, თუ ბოდმერ-ვიტენის ვარაუდი მართალია. ასეთ პირველყოფილ უცნაურ ვარსკვლავებს შეუძლიათ დღემდე გადარჩნენ. 

უცნაური ჯუჯა ვარსკვლავები

ჰიპოთეტური უცნაური კვარკული ჯუჯები იქნებოდა თეთრი ჯუჯა ვარსკვლავები უცნაური კვარკული ბირთვით. ზოგიერთი კვლევა პროგნოზირებს, რომ ეს ობიექტები სტაბილური იქნება, ზოგი კი არასტაბილურობას პროგნოზირებს.  კვლევამ შეისწავლა მასა-რადიუსის თანაფარდობა 40 000 თეთრი ჯუჯისთვის და აჩვენა, რომ რვა გამონაკლისი გაცილებით პატარა იყო ზომით და ემთხვეოდა უცნაური ჯუჯის პროგნოზებს.

იხ.ვიდეო - Strange Stars | Space Time | PBS Digital Studios - What happens when matter can’t get any denser yet somehow does? The answer - it becomes “strange.” Strange Stars may be the most massive stellar remnant that is just shy of forming a black hole. And they could be even cooler than black holes.