Najopasnije stvari u univerzumu – „čudne“ zvezde

Neutronske zvezde su najgušće stvari u univerzumu, ako se izuzmu crne rupe. U jezgrima ovih zvezda možemo pronaći najopasniju supstancu koja postoji –„ čudnu“ materiju. Ova materija sposobna je da menja pravila univerzuma i uništi sve sa čime dođe u kontakt.

Neutronska zvezda je ostatak pri eksploziji masivme zvezde u supernovu. Kada se to dogodi, jezgro zvezde se uruši pod svojom gravitacijom, unutrašnjom silom toliko jakom da uništava atomska jezgra unutar same zvezde. Pri ovom urušavanju, elektroni i protoni se spajaju i nagrađuju neutrone. Kada se jezgra atoma ispune česticama, one se trude da naprave rastojanja među sobom, ali ih gravitacija tera da se međusobno privlače, što dovodi do njihovog uništenja. Ako gravitaciona sila nadjača silu odbijanja ovih čestica, nastaje crna rupa, a u protivnom, neutronska zvezda. Ovo je razlog što su neutronske zvezde poput velikog atomskog jezgra veličine grada, ali mase približne našem Suncu. Uslovi u jezgru neutronske zvezde toliko su ekstremni da se zakoni nuklearne fizike menjaju.

Protoni i neutroni su čestice koje se sastoje od manjih čestica – kvarkova. Kvarkovi se uvek pronalaze u paru. Pokušate li da ih razdvojite, oni će tu energiju iskoristiti da naprave nove kvarkove. Kvarkovi su osnovni gradivni blokovi drugih čestica. Dolaze u mnogo oblika, ali samo dva grade stabilnu materiju: „up“ i „down“ kvarkovi. Ostali (poput „top“, „bottom“, „charm“, „strange“) se brzo raspadnu na „up“ i „down“ kvarkove.  Međutim, ovo može biti drugačije unutar neutronske zvezde. Sile koje postoje unutar njih zapravo su slične onima u univerzumu kratko nakon Velikog praska.

Neutronske zvezde su kao fosili koji nam omogućavaju da bacimo pogled na početak svega. Razumevanje ponašanja kvarkova u neutronskim zvezdama može nam pomoći da razumemo i čitav univerzum.

Jedna hipoteza je da se unutar neutronske zvezde protoni i neutroni raspadaju, a zatim se čestice, prilepljene jedna uz drugu, pretvaraju u materiju napravljenu samo od kvarkova – kvark materiju. Zvezda od ove materije naziva se kvark zvezda, iako spolja izgleda poput obične neutronske zvezde. Ako je pritisak unutar kvark zvezde dovoljno veliki, ona može da postane „čudna“. U jezgru neutronske zvezde neki od kvarkova mogu preći u „strange – čudne“ kvarkove. Ovi kvarkovi imaju bizarna nuklearna svojstva i ponašaju se teže i, na neki način, jače od običnih kavrkova. Ako se pojave u neutronskoj zvezdi, mogu napraviti „čudnu“ materiju. Ovo je možda najidealnije stanje materije, savršeno gusta, stabilna i neuništiva. Stabilnija je od bilo koje druge materije u univerzumu, dovoljno stabilna da može postojati i van neutronske zvezde.

Ovo, međutim, predstavlja problem: ova materija je „zarazna“. Svaka čestica „normalne“ materije koja dođe u kontakt sa „čudnom“ teži da promeni svoje stanje kako bi postala stabilnija, te samim tim prelazi u „čudnu“ materiju. Protoni i neutroni se raspadaju i postaju deo kvark materije, koja oslobađa energiju i pravi još „čudne“ materije.

A da li je sve ovo zaista važno, ako se odvija u jezgrima neutronskih zvezda? Naizgled ne. Međutim, kada se dve neutronske zvezde sudare, one rasipaju velike količine materije iz svojih unutrašnjosti. Ova materija može sadržati i kapljice „čudne“ materije. Ove kapljice guste su kao i samo jezgro neutronske zvezde, a veličinom sićušne, čak i subatomske.

Ove kapljice mogu putovati kroz galaksije milionima godina, sve dok ne naiđu na zvezdu ili planetu. Ako se ovo dogodi, dodirnuti objekat počeo bi da konveruje svoju materiju u „čudnu“, sve dok sva njegova materija ne postane takva, a sam objekat se smanji do veličine asteroida. „Čudna“ materija bi tako nastavila da se dalje širi kroz univerzum, sve dok ne konvertuje svu „normalnu“ materiju.

Takođe, ne postoji način na koji bismo mogli detektovati nailazak „čudne“ materije. Neke teorije kažu da su ove kapljice „čudne“ materije česte i da one već nadjačavaju zvezde u našoj galaksiji. Kapljice su mogle nastati i kratko nakon Velikog praska, kada je svuda bilo toplo i gusto, kao u jezgru neutronske zvezde. Možda su se širile zajedno sa univerzumom. „Čudna“ materija mogla bi biti toliko brojna, da je ona možda upravo tamna materija, za koju se smatra da drži galaksije na okupu. Sa druge strane, ovo može biti i potpuno pogrešno, uzevši u obzir da se Zemlja i Sunce za sve svoje postojanje još uvek nisu „zarazili“ ovom materijom.

Razumevanje ovih „čudnih“ supstanci ključno je za razumevanje nastanka i razvoja univerzuma. Samo će vreme pokazati koja je od ovih hipoteza tačna i kako će to pomoći čovečanstvu.

Autor: Nemanja Savić