Podivný objekt zbylý po supernově by mohla být kvarková hvězda

28. 10. 2022

Černé díry Hvězdy Supernovy Neutronové hvězdy

Uprostřed pozůstatků supernovy HESS J1731-347 se nachází velmi zvláštní objekt, který odporuje tomu, co o hvězdách dnes víme. V supernovách vznikají buďto neutronové hvězdy, nebo černé díry v závislosti na hmotnosti původní hvězdy. Nová analýza nyní ukazuje, že objekt v jádru HESS J1731-347 je na neutronovou hvězdu i černou díru příliš lehký. Mohlo by tak jít o první exemplář extrémně husté kvarkové hvězdy, jejíž existence je zatím pouze teoretická.

Pozůstatek exploze supernovy E0102

V tomto kompozitním obrázku jsou rentgenová data z teleskopu Chandra fialovou a modrou barvou, viditelné světlo z teleskopu VLT jsou světle červenou a signály zachycené teleskopem Hubble tmavě červené a zelené.

Image credit: X-ray (NASA/CXC/ESO/F.Vogt et al); Optical (ESO/VLT/MUSE & NASA/STScI)

Supernovy jsou zářivé exploze masivních hvězd. Mohou nastávat u hvězd větších než Slunce, kterým došlo palivo pro termojadernou fúzi, případně u bílých trpaslíků, které pohlcují materiál ze svého okolí a překročí určitou hmotnost. 

Výsledkem supernovy je u hvězd s nižší hmotností neutronová hvězda, u masivnějších objektů potom černá díra. V místě exploze se většinou nachází pozůstatek supernovy tvořený materiálem, který exploze vymrštila do okolí. Z tohoto matriálu během miliard let vznikají další hvězdy a také planety obohacené o těžké prvky, které v supernově vznikly.

Objekt uprostřed zbytků supernovy HESS J1731-347 má pouhých 77 % hmotnosti Slunce, což je výrazně méně oproti doposud nejlehčí známé neutronové hvězdě s 117 % hmoty Slunce. Je to i méně, než je dosavadní teoretická spodní hranice pro hmotnost neutronových hvězd, která se předpokládala na 110 % sluneční masy.

Astronomové původně předpokládali, že se HESS J1731-347 nachází asi 10 tisíc světelných let daleko. Nedávno však v oblaku materiálu po supernově objevili druhou hvězdu, která jim pomohla zpřesnit vzdálenost na pouhých 8 150 světelných let. Podle nového odhadu má hvězda 0,77 hmotnosti Slunce a 10,4 jeho poloměru.

Kvarkové hvězdy jsou teoretické objekty tvořené tzv. kvarkovou hmotou - tedy volně se pohybujícími kvarky. Jedná se o subatomární částice, ze kterých se skládají protony a neutrony, ze kterých jsou tvořeny atomy.