211service.com
Astronomer forudsiger ny klasse af 'Electroweak' stjerne
Når små stjerner dør, kollapser de og danner neutronstjerner, hvor Pauli-udelukkelsesprincippet forhindrer yderligere kollaps. Alt mere massivt bliver til sidst et sort hul (med afskæringen ved ca. 2,1 solmasser).
I de senere år har astrofysikere dog beregnet, at en stjernes udvikling til et sort hul er mere kompleks end oprindeligt antaget. Det er fordi, efter at Pauli-eksklusionseffekten er brudt, gennemgår stjernestof andre nukleare faseovergange, der frigiver nok energi til at forsinke kollaps, omend i relativt kort tid.
For eksempel opdagede astrofysikere for nylig en tilstand mellem en neutronstjerne og et sort hul, hvor stjernens masse understøttes af den energi, der frigives, når nukleart stof komprimeres til kvarkstof. Såkaldte kvarkstjerner menes at ligne neutronstjerner meget, så det vil være svært at finde dem.
I dag foreslår De-Chang Dai ved State University of New York i Buffalo og et par venner en helt ny type stjerne, der dannes efter en kvarkstjerne, men før et sort hul. Dai og kolleger påpeger, at efter kvarkovergangen er der en anden faseovergang forudsagt af partikelfysikernes standardmodel.
Dette sker, når kvarkerne presses så hårdt, at de bliver til en type elementarpartikel kaldet en lepton. Da leptoner oplever den elektromagnetiske kraft og den svage kernekraft, men ikke den stærke kernekraft, kalder holdet denne proces for elektrosvag brænding.
Dai og co beregner, at elektrosvag forbrænding skulle generere nok energi til at forsinke sammenbruddet i omkring 10 millioner år. Det betyder, at der burde være masser af elektrosvage stjerner derude for at se, om astronomer kan finde dem.
Hvordan elektrosvage stjerner skal se ud, er endnu ikke klart. Dai og co siger, at dette ikke vil afhænge af stjernens kerne, hvor den elektrosvage afbrænding finder sted, men af strukturen af dens ydre lag, hvor de fotoner produceres, som vi sandsynligvis vil opfange på Jorden. At vurdere synligheden af disse fascinerende nye objekter kræver en omhyggelig modellering af deres ydre struktur for at bestemme fotonens lysstyrke og spektrum, siger teamet.
At beregne, hvordan dette lag vil opføre sig, er en vanskelig opgave, men en holdet siger, at de arbejder på for fremtidige publikationer. Men her er et tip, vi ved det ikke med sikkerhed, før Dai og co er færdige med deres tal, men de smarte penge satser på, at elektrosvage stjerner vil være mere eller mindre umulige at skelne fra neutronstjerner. Skam!
Ref: arxiv.org/abs/0912.0520 : Electroweak Stars: How Nature May Capitalize on the Standard Model's Ultimate Fuel