V explozích supernov modrých veleobrů se rodí exotická hmota  
V nitru modrých veleobrů by se měly rozpadat protony a neutrony na kaši, čili kvark-gluonové plazma. Díky tomu mohou tyto extrémní giganti explodovat jako supernovy a zanechat po sobě ve vesmíru hybridní hvězdu s náplní ze kvarkové hmoty.
Známý modrý veleobr Zeta Puppis. Kredit: Kryptid / Wikimedia Commons.
Známý modrý veleobr Zeta Puppis. Kredit: Kryptid / Wikimedia Commons.

Slunce je běžná hvězda, vlastně docela nudná. A pak jsou také hvězdy výjimečné, exotické a extrémní, před kterými zůstanete jenom v úžasu stát. Právě takoví jsou i modří veleobři (anglicky blue supergiants anebo odborněji OB supergiants). Jde o extrémně horké a jasné hvězdy o teplotě 20 až 50 tisíc kelvinů. Jejich hmotnost obvykle odpovídá až 50 nebo i více Sluncím a jejich průměr asi tak 1000 Sluncím. Slavnými modrými veleobry jsou například Rigel ze souhvězdí Orionu, Zeta Puppis nebo UW Canis Majoris.

 

Tobias Fischer. Kredit: University of Wroclaw.
Tobias Fischer. Kredit: University of Wroclaw.

Když taková extrémní hvězda umírá, tak je to pořádná jízda. A navíc je to záhada. Vědci totiž doposud nedokázali objasnit, jak může modrý veleobr o hmotnosti 50 a více Sluncí explodovat jako supernova. Když totiž spustí pokročilé simulace zániku takové hvězdy, tak se jim modrý veleobr zhroutí jako zkažená supernova (failed supernova) bez divácky atraktivních efektů. V těchto scénářích se rodí simulované černé díry, aniž by přitom vznikající neutrina dostatečně nažhavila vnější obaly hvězdy a odpálila tím pořádnou supernovu. Problém je ovšem v tom, že takové supernovy ve vesmíru občas pozorujeme. Takže naše simulace asi nebudou úplně správně.

 

Modří veleobři sklízejí respekt. Kredit: S. Wiessinger/NASA Goddard Space Flight Center
Modří veleobři sklízejí respekt. Kredit: S. Wiessinger/NASA Goddard Space Flight Center.

Tobias Fischer, který působí na polské Univerzitě ve Vratislavi, a jeho kolegové tvrdí, že modří veleobři mohou explodovat jako supernovy, protože v jejich nitru dochází k destrukci protonů a neutronů a vzniká tam velmi exotická hmota. Je to polévka částic, která připomíná vesmír těsně po Velkém třesku. Výzkum Fischerova týmu nedávno zveřejnil časopis Nature Astronomy.

 

Modří veleobři zcela nahoře uprostřed. Kredit: ESO.
Modří veleobři zcela nahoře uprostřed. Kredit: ESO.

Protony a neutrony, tedy nukleony atomových jader, tvoří vždy trojice kvarků, které jsou poslepované gluony. Za skutečně extrémních podmínek může dojít k tomu, že se protony a neutrony rozpadnou na exotickou směs kvarků a gluonů (quark deconfinement), které se říká kvark-gluonové plazma. Podle Fischera a jeho kolegů se při destrukci protonů a neutronů v nitru modrých veleobrů může uvolnit ohromné množství energie, které by dokázalo odpálit supernovu.

 

Fischer a spol. si simulovali rozmanité exploze supernov modrých veleobrů o hmotnosti 50 Sluncí. Vyšlo jim, že u řady variant takových supernov rozpad protonů a neutronů na kvarky a gluony vytvoří dost energie na to, aby vysvětlil explozi supernovy. Badatelé také zjistili, že ve výhni supernov modrých veleobrů by měly vznikat takzvané hybridní hvězdy (hybrid stars), což jsou neutronové hvězdy s vnitřnostmi plnými kvarkové i podivné kvarkové hmoty.


Jak by bylo možné něco takového ověřit? Jistou možnost nabízejí chronicky nepolapitelná neutrina. Zhroucení jádra hvězdy odpálí do okolního vesmíru výtrysk neutrin. V modrých veleobrech by ale destrukce protonů a neutronů měla vytvořit rázovou vlnu, která vyšle druhý výtrysk neutrin. Když budou vědci detailně analyzovat exploze supernov modrých veleobrů, tak by něco takového mohli objevit. Další možností prý je hledat ve vesmíru hybridní hvězdy. Velmi sice připomínají neutronové hvězdy, ale teorie praví, že hybridní hvězdy chladnou a rotují podstatně odlišným způsobem. S trochou štěstí bychom na ně mohli někde v okolním vesmíru narazit.

Literatura
Space.com 31. 10. 2018, Nature Astronomy online 22. 10. 2018.

Datum: 03.11.2018
Tisk článku

Nejlepší víkend - Hartl Patrik
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 396 Kč
cena: 352 Kč
Nejlepší víkend
Hartl Patrik
Související články:

Masivní vichry Zety Puppis     Autor: Stanislav Mihulka (06.02.2013)
Dvojité hvězdné megaexploze možná jsou exotické kvarkové novy     Autor: Stanislav Mihulka (02.09.2013)
Ultradlouhé gama záblesky obřích modrých veleobrů     Autor: Stanislav Mihulka (12.07.2014)
Kvarkploze: Kvarky mohou vstupovat do explozivních fúzních reakcí!     Autor: Stanislav Mihulka (04.11.2017)



Diskuze:

Kvarkgluonová polévka

Pavel Nedbal,2018-11-03 23:06:39

Protože vazby mezi kvarky v nukleonech jsou velmi pevné, je na roztržení kvarků a gluonů zapotřebí velké množství energie. Tedy je to endothermická reakce, což jádro hvězdy nutně ochladí, takhle ten výbuch není možný. Patrně popis v článku je nepřesný. Musela by se nejdříve vložit veliká energie na oddělení kvarků a gluonů, a teprve návrat do nukleonů byl exothermický.

Odpovědět


Re: Kvarkgluonová polévka

Jaromir Mrazek,2018-11-07 16:42:48

V abstraktu to tak pisou. Zrejme je myslenka v tom, ze po neutronizaci koru dojde jeste k necemu podobnemu s jadernou hmotou - probehne fazovy prechod 1.druhu. Zmekne, propadne se, az narazi na dalsi limit, vytvori shock wave, ktera po ceste zpet akceleruje a vyvrhne dalsi hadronovou hmotu. A ceka se, ze bude leptonizovat a ven se dostanou (anti)neutrina. https://arxiv.org/pdf/1712.08788.pdf

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace