Экзотическая звезда

Экзотическая звезда — гипотетический компактный астрономический объект, состоящий не из электронов, протонов и нейтронов, как обычные звёзды, а из других видов материи. Гравитационному коллапсу такой звезды препятствует давление вырожденного газа или другие квантовые эффекты. К экзотическим звёздам относят кварковые и странные звёзды (состоящие из кварковой материи или странной материи (англ.), а также менее уверенно предсказываемые теорией преонные звёзды, состоящие из преонов.

Кварковые и странные звёзды

Основная статья: Кварковая звезда

Под воздействием высокого давления, вызванного гравитационным сжатием, нейтроны звезды могут разделиться на составляющие их u- и d-кварки, и она становится, по существу, одним большим ядром. Такое гипотетическое состояние обозначают термином «кварковая звезда» или, если среди кварков есть странные, «странная звезда».

В апреле 2002 на основании данных, полученных космической обсерваторией «Чандра», было сделано предположение, что два объекта, которые ранее считались нейтронными звёздами, RX J1856.5-3754 и 3C58 (англ.), могут оказаться кварковыми. Согласно известным законам физики, первая звезда была бы намного меньше, а вторая — намного холоднее, если бы они состояли из материи плотнее, чем нейтронная. Позднее более подробный анализ данных показал, что температура RX J1856.5-3754 не так высока, как считалось ранее, и этот объект был исключён из списка кандидатов в кварковые звёзды.^[1]

Электрослабые звёзды

Электрослабая звезда — гипотетический тип экзотической звезды, в которой гравитационному коллапсу препятствует давление излучения, вызванное электрослабым горением (англ.).

Этот процесс происходит в объёме ядра звезды, сравнимом размерами с яблоком и массой приблизительно равной двум массам Земли.^[2]

По предположению теоретиков, электрослабые звёзды могут возникать после коллапса сверхновых. Такие звёзды плотнее, чем кварковые, и могут формироваться, если давление вырожденного газа кварков уже не может противостоять гравитационному сжатию.^[3] Такая фаза жизни звезды может длиться до 10 миллионов лет.^[2][4][5][6]

Преонные звёзды

Основная статья: Преонная звезда

Преонная звезда — гипотетический тип звезды, которая состоит из преонов, вида элементарных частиц, которые также лишь теоретически предсказаны. Предполагается, что они имеют огромные плотности, превышающие 10²³ кг/м³. Они могут иметь бо́льшие плотности, меньшие массы и более высокие светимости, чем кварковые и нейтронные звёзды. ^[7] Преонные звёзды могут образовываться после взрыва сверхновой или возникнуть сразу после Большого взрыва. Эти объекты могут, в принципе, наблюдаться в гамма-лучах или при гравитационном линзировании. Преонные звёзды являются кандидатами в составляющие тёмной материи.

С точки зрения общей теории относительности, звезда, радиус которой становится меньше её радиуса Шварцшильда, коллапсирует и становится чёрной дырой. Чтобы этого не произошло с преонной звездой, её радиус должен быть менее 40 метров, а масса — 0,013 солнечных масс.

Бозонные звёзды

Основная статья: Бозонная звезда

Бозонная звезда — гипотетический астрономический объект, состоящий из бозонов (в отличие от обычных звёзд, состоящей из фермионов). Для наличия объектов такого типа должен существовать стабильный тип бозона с малой массой. Такие звёзды могут быть обнаружены по гравитационному излучению, испускаемому двойной системой, состоящей из бозонных звёзд.^[8][9] На 2002 год не существует наблюдательных доказательств существования таких звёзд.

Бозонные звёзды могут формироваться при гравитационном коллапсе на ранних стадиях Большого взрыва.^[10]Сверхмассивные бозонные звёзды могут возникать, по крайне мере теоретически, в ядрах галактик, и это объяснило бы многие наблюдаемые свойства активных галактических ядер.^[11] Бозонные звёзды также рассматриваются как возможная составляющая тёмной материи.^[12]

Примечания

1. ↑ Ho W. C. G. et al. (2007). «Magnetic hydrogen atmosphere models and the neutron star RX J1856.5–3754». Mon. Not. R. Astron. Soc. 375 (2): 821–830. DOI:10.1111/j.1365-2966.2006.11376.x. Bibcode: 2007MNRAS.375..821H.
2. ↑ ^{1 2} D. Shiga Exotic stars may mimic big bang. New Scientist (4 January 2010). Архивировано из первоисточника 25 сентября 2012. Проверено 18 февраля 2010.
3. ↑ Theorists Propose a New Way to Shine -- And a New Kind of Star: 'Electroweak'. ScienceDaily (15 December 2009). Архивировано из первоисточника 25 сентября 2012. Проверено 16 декабря 2009.
4. ↑ Theorists propose a new way to shine — and a new kind of star. Astronomy Magazine (15 December 2009). Архивировано из первоисточника 25 сентября 2012. Проверено 16 декабря 2009.
5. ↑ Tudor Vieru New Type of Cosmic Objects: Electroweak Stars. Softpedia (15 December 2009). Архивировано из первоисточника 25 сентября 2012. Проверено 16 декабря 2009.
6. ↑ *Astronomers Predict New Class of 'Electroweak' Star. Technology Review (10 December 2009). Архивировано из первоисточника 25 сентября 2012. Проверено 16 декабря 2009.
7. ↑ Hannson, J; F. Sandin (9 June 2005). «Preon stars: a new class of cosmic compact objects». Physics Letters B 616 (1-2): 1–7. DOI:10.1016/j.physletb.2005.04.034. Bibcode: 2005PhLB..616....1H. Проверено 8 September 2011.
8. ↑ Schutz Bernard F. Gravity from the ground up. — 3rd. — Cambridge University Press, 2003. — P. 143. — ISBN 0-521-45506-5
9. ↑ Palenzuela, C.; Lehner, L.; Liebling, S. L. (2008). «Orbital dynamics of binary boson star systems». Physical Review D 77 (4). DOI:10.1103/PhysRevD.77.044036. Bibcode: 2008PhRvD..77d4036P.
10. ↑ Madsen, Mark S.; Liddle, Andrew R. (1990). «The cosmological formation of boson stars». Physics Letters B 251 (4). DOI:10.1016/0370-2693(90)90788-8. Bibcode: 1990PhLB..251..507M.
11. ↑ Torres, Diego F.; Capozziello, S.; Lambiase, G. (2000). «Supermassive boson star at the galactic center?». Physical Review D 62 (10). DOI:10.1103/PhysRevD.62.104012. Bibcode: 2000PhRvD..62j4012T.
12. ↑ Sharma, R.; Karmakar, S.; Mukherjee, S. Boson star and dark matter. arXiv. Архивировано из первоисточника 31 марта 2012. Проверено 22 апреля 2009.

Ссылки

• Johan Hansson, A hierarchy of cosmic compact objects — without black holes. Acta Phys.Polon. B38, 91 (2007). PDF
• Johan Hansson and Fredrik Sandin, The observational legacy of preon stars — probing new physics beyond the LHC.
• J. E. Horvath, Constraints on superdense preon stars and their formation scenarios. Astrophys. Space Sci. 307, 419 (2007).
• Fredrik Sandin, Exotic Phases of Matter in Compact Stars. (2007) PDF
• Article in NatureNews : Splitting the quark. (Nov. 2007)
• A New Way To Shine, A New Kind Of Star. SpaceDaily (16 December 2009). Архивировано из первоисточника 25 сентября 2012. Проверено 16 декабря 2009.
• Abstract, Are Q-stars a serious threat for stellar-mass black hole candidates?, Miller J.C., Shahbaz T., Nolan L.A, 1997
• Abstract, No observational proof of the black-hole event-horizon, Marek A. Abramowicz, Wlodek Kluzniak, Jean-Pierre Lasota, 2002
• New Scientist issue 2643, «Could preon stars reveal a hidden reality?», 6 February 2008
• New Scientist issue 2472, «Micro-stars may manage to avoid black-hole fate», 6 November 2008
• De-Chang Dai, Arthur Lue, Glenn Starkman, Dejan Stojkovic (2009), "Electroweak stars: how nature may capitalize on the standard model's ultimate fuel"", arΧiv:0912.0520 [hep-ph]