Gwiazda neutronowa, czy gwiazda dziwna? W obu przypadkach to bardzo dziwny obiekt

To, w jaki sposób i kiedy gwiazda zakończy swoje życie zależy przede wszystkim od jej masy. Najmniejsze, czerwone karły będą powoli wypalały swoje paliwo przez biliony lat, aż w końcu zużyją cały zapas wodoru i staną się helowym biały, karłem, który gdy ostygnie zmieni się w czarnego karła. Gwiazdy podobne do Słońca, pod koniec życia przejdą przez stadium czerwonego olbrzyma, ostatecznie odrzucą swoją otoczkę, a następnie spędzą kolejne miliardy lat jako powolnie stygnące białe karły o rozmiarach zbliżonych do rozmiarów Ziemi. W przypadku masywnych gwiazd – w zależności od masy – będziemy mieli do czynienia z eksplozją supernową, po której po gwieździe zostaje albo gwiazda neutronowa, albo czarna dziura. Tak najprościej można opisać koniec życia gwiazd obserwowanych we wszechświecie. Jak się jednak okazuje, obiekt odkryty przez naukowców w odległości zaledwie 8150 lat świetlnych od Ziemi wymyka się tej klasyfikacji.
gwiazda dziwna
gwiazda dziwna

Bohaterem najnowszego artykułu naukowego opublikowanego w periodyku naukowym Astronomy and Astrophysics Letters jest tajemniczy obiekt o nazwie katalogowej XMMU J173203.3-344518. Wstępnie podejrzewano, że jest to absolutnie najmniejsza znana gwiazda neutronowa, czyli pozostałość po masywnej gwieździe, która wyczerpała zapasy paliwa w swoim wnętrzu i zapadła się na siebie pod wpływem własnej grawitacji. Ciśnienie działające na jądro takiej gwiazdy w tym momencie sprawia, że elektrony są wciskane do jądra atomowego, przez co wcześniej dodatnie protony tracą swój ładunek i stają się neutronami. W odpowiednich warunkach tj. jeżeli gwiazda nie była zbyt masywna (masa 8-10 mas Słońca), nie dojdzie do przezwyciężenia sił jądrowych i powstanie gwiazda neutronowa, czyli obiekt o średnicy zaledwie kilkunastu kilometrów, w którym upakowana będzie masa od 1,25 do 2,16 mas Ziemi. Te granice są jednak niewyraźne. Najlżejsza dotychczas odkryta gwiazda neutronowa ma masę zaledwie 1,17 masy Słońca. I tu właśnie pojawia się problem.

Czyli jednak gwiazda dziwna?

Pierwotnie przyjmowano, że XMMU J173203.3-344518 znajduje się 10 000 lat świetlnych od Ziemi. Pomiary masy zaskakiwały, bowiem obiekt przypominający gwiazdę neutronową w centrum pozostałości po supernowej HESS J1731-347 miał masę zaledwie 0,77 masy Słońca. Gwiazdy neutronowe o tak niskiej masie po prostu nie powinny istnieć.

Czytaj także: Gwiazda neutronowa: czym jest i jak powstaje? Czy zawdzięczamy jej powstanie Ziemi?

W 2022 roku naukowcy z Uniwersytetu w Tybindze w Niemczech postanowili ponownie zmierzyć odległość do obiektu. Okazało się, że owa gwiazda znajduje się nieco bliżej, zaledwie 8150 lat świetlnych od Ziemi. Skoro jednak obiekt znajduje się bliżej, a wygląda tak jak wygląda, to konieczne było ponowne oszacowanie jego rozmiarów i masy. To wtedy po raz pierwszy pojawił się pomysł, że być może nie mamy tutaj do czynienia z gwiazdą neutronową, a hipotetyczną gwiazdą dziwną, która składa się – jak sama nazwa wskazuje – z kwarków dziwnych.

Teraz nowy zespół naukowców postanowił przyjrzeć się tej propozycji i ponownie zmierzył wszystkie parametry samej gwiazdy. Wyniki były zaskakujące: wszystkie cechy obserwowanej gwiazdy zgadzają się z wynikami teoretycznych równań i modeli opisujących obiekt składający się z materii dziwnej.

Możliwe zatem, że mamy tutaj do czynienia z obiektem absolutnie niespotykanym. Czy tak faktycznie jest? Tego zapewne dowiemy się dopiero za jakiś czas. XMMU J173203.3-344518 potrzebuje jeszcze wielu dodatkowych badań, abyśmy mogli się dowiedzieć, z czego tak naprawdę się składa. Nie zmienia to faktu, że jest to obiekt fascynujący, niezależnie od tego czy jest to gwiazda dziwna, czy najlżejsza znana gwiazda neutronowa. W obu przypadkach wyjaśnienie cech tego obiektu będzie ogromnym wyzwaniem dla teoretyków.