قد توجد أجسام كونية افتراضية شديدة الكثافة والغريبة تعرف باسم "نجوم الكوارك الغريبة" في الكون. بينما يواصل علماء الفيزياء الفلكية مناقشة وجود نجوم الكوارك ، اكتشف فريق من علماء الفيزياء أن بقايا اندماج نجم نيوتروني لوحظ في عام 2019 لديها بالضبط الكتلة اللازمة لتكون واحدة.
عندما تموت النجوم ، تتقلص نوىها كثيرًا بحيث تتحول إلى أنواع جديدة من الأشياء. على سبيل المثال ، عندما تموت الشمس أخيرًا ، ستترك ورائها قزمًا أبيض ، كرة بحجم كوكب من ذرات الكربون والأكسجين شديدة الضغط. عندما تنفجر النجوم الأكبر في شكل انفجارات كارثية تسمى المستعرات الأعظمية ، فإنها تترك وراءها نجومًا نيوترونية. يبلغ عرض هذه الأجسام الكثيفة بشكل لا يصدق بضعة كيلومترات فقط ، ولكن كتلتها يمكن أن تكون عدة أضعاف كتلة الشمس. كما يوحي اسمها ، فهي تتكون بالكامل تقريبًا من نيوترونات نقية ، مما يجعلها في الواقع نوى ذرية بطول كيلومتر.
النجوم النيوترونية غريبة للغاية لدرجة أن الفيزيائيين لم يفهموها بعد بشكل كامل. على الرغم من أنه يمكننا ملاحظة كيفية تفاعل النجوم النيوترونية مع بيئتها وإجراء بعض التخمينات الجيدة حول ما يحدث لهذه المادة النيوترونية بالقرب من السطح ، إلا أن تكوين نواتها يظل بعيد المنال.
تكمن المشكلة في أن النيوترونات ليست جسيمات أساسية تمامًا. على الرغم من أنها تتحد مع البروتونات لتكوين نوى ذرية ، إلا أن النيوترونات نفسها تتكون من جسيمات أصغر تسمى الكواركات.
هناك ستة أنواع ، أو الروائح، كواركات: أعلى ، أسفل ، أعلى ، أسفل ، غريب ، وسحر. يتكون النيوترون من كواركين سفليين وكوارك علوي واحد. إذا قمت بتسطيح عدد كبير جدًا من الذرات معًا ، فسوف تتحول إلى كرة عملاقة من النيوترونات. إذا ضغطت عددًا كبيرًا جدًا من النيوترونات معًا ، فهل ستتحول إلى كرة عملاقة من الكواركات؟
تتراوح الإجابات من "ربما" إلى "إنه صعب". المشكلة هي أن الكواركات لا تحب أن تكون وحيدة حقًا. القوة النووية الشديدة ، التي تربط الكواركات في النواة ، تزداد في الواقع مع المسافة. إذا حاولت سحب كواركين معًا ، فإن القوة التي تسحبهما للخلف تزداد. في النهاية ، تصبح طاقة الجاذبية بينهما كبيرة جدًا بحيث تظهر جسيمات جديدة في الفراغ ، بما في ذلك الكواركات الجديدة ، التي ترتبط بسعادة مع الجسيمات المنفصلة.
إذا أردت إنشاء جسم مجهري من الكواركات العلوية أو السفلية التي تتكون منها النيوترون ، فإن هذا الجسم سوف ينفجر بسرعة كبيرة وبعنف شديد.
لكن ربما توجد طريقة تستخدم كواركات غريبة. في حد ذاتها ، تكون الكواركات الغريبة ثقيلة جدًا ، وعندما يُسمح لها بالراحة ، فإنها تتحلل بسرعة إلى كواركات علوية وسفلية أخف. ومع ذلك ، عندما يتم الجمع بين أعداد كبيرة من الكواركات معًا ، يمكن للفيزياء أن تتغير. اكتشف الفيزيائيون أن الكواركات الغريبة يمكنها الارتباط بالكواركات العلوية والسفلية لتكوين ثلاثة توائم تعرف باسم النجيمات، والتي يمكن أن تكون مستقرة - ولكن فقط في ظل ضغوط شديدة.
إذا ضغطت نجمًا نيوترونيًا كثيرًا ، تفقد جميع النيوترونات قدرتها على دعم النجم وتنفجر لتكوين ثقب أسود. ولكن قد تكون هناك مرحلة وسيطة يكون الضغط فيها مرتفعًا بما يكفي لإذابة النيوترونات وتشكيل نجم كوارك غريب ، ولكن ليس بالقوة الكافية لتتولى الجاذبية زمام الأمور.
لا يتوقع علماء الفلك العثور على العديد من النجوم الغريبة في الكون ، فهذه الأجسام يجب أن تكون أثقل من النجوم النيوترونية ولكنها أخف من الثقوب السوداء ، ولا يوجد مجال كبير للمناورة. وبما أننا لا نفهم تمامًا فيزياء النجوم الغريبة ، فإننا لا نعرف حتى الكتل الدقيقة التي يمكن أن توجد بها النجوم الغريبة.
لكن فريقًا من علماء الفلك درس مؤخرًا GW190425 ، وهو حدث موجة جاذبية ناجم عن اندماج نجمين نيوترونيين لوحظ في عام 2019. إلى جانب الكمية الهائلة من موجات الجاذبية ، ينتج عن اندماج النجوم النيوترونية تكوين كيلونوفا ، وهو انفجار أقوى من المستعر العادي ولكنه أضعف من المستعر الأعظم. على الرغم من أن علماء الفلك لم يتمكنوا من اكتشاف إشارة كهرومغناطيسية من هذا الحدث ، فقد لاحظوا حدثًا مشابهًا في عام 2017 أنتج كلاً من موجات الجاذبية والإشعاع.
عندما يندمج نجمان نيوترونيان ، هناك العديد من الخيارات لتطوير الأحداث اعتمادًا على كتلتها ودورانها وزاوية الاصطدام. وفقًا للحسابات النظرية ، يمكن للنجوم النيوترونية تدمير بعضها البعض ، وتشكيل ثقب أسود ، أو إنشاء نجم نيوتروني أكبر قليلاً.
ووفقًا لدراسة جديدة ، يمكن أن تؤدي هذه الاصطدامات الكونية إلى تكوين نجم كوارك غريب.
قدر الفريق أن كتلة الجسم المتبقية من اندماج 2019 كانت في مكان ما بين 3,11 و 3,54 كتلة شمسية. بناءً على فهمنا الأفضل لبنية النجوم النيوترونية ، فإن هذه الكتلة كبيرة جدًا ويجب أن تنفجر في ثقب أسود. لكنها تقع أيضًا في نطاق الكتل التي تسمح بها النماذج الهيكلية لهذه النجوم الغريبة.
من السابق لأوانه تحديد ما إذا كانت 190425 GW2019 هي أول ملاحظة لنا لنجم نادر له كوارك غريب ، لكن الملاحظات المستقبلية (والمزيد من العمل النظري) قد تساعد علماء الفلك في تحديد موقع أحد هذه المخلوقات الغريبة.
يمكنك مساعدة أوكرانيا في محاربة الغزاة الروس. أفضل طريقة للقيام بذلك هي التبرع بالأموال للقوات المسلحة لأوكرانيا من خلال الحفاظ على الحياة او من خلال الصفحة الرسمية NBU.
اقرأ أيضا:
- يمكن للنجوم الضخمة أن "تسرق" الكواكب
- ساعد مصادم الهادرونات الكبير في إيجاد طريقة جديدة لقياس كتلة الكوارك