te detecteren
Als we naar de golven in de ruimte-tijd kijken, zullen wetenschappers binnenkort 'vreemde sterren' kunnen detecteren - objecten gevormd uit een materiaal dat radicaal verschilt van de deeltjes die gewone materie vormen.
De protonen en neutronen die de kernen van atomen vormen, bestaan uit verschillende basische deeltjes, bekend als quarks. Er zijn slechts zes soorten of "smaken" van quarks: lager, hoger, vreemd, charmant, charmant en waar. Elk proton of neutron bestaat uit drie quarks: een proton bestaat uit een lagere en twee bovenste quarks, elk neutron bestaat uit een bovenste en twee onderste.
In theorie kan materie ook worden gevormd uit andere aromas van quarks. Sinds 1970 hebben wetenschappers gesuggereerd dat deeltjes van "vreemde materie" gevormd kunnen worden uit een gelijk aantal top-, onder- en vreemde quarks. In principe moet vreemde materie zwaarder en stabieler zijn dan gewone materie, en zelfs in gewone materie veranderen. Laboratoriumexperimenten hebben echter nog geen enkel deeltje van vreemde materie gecreëerd, dus het bestaan ervan blijft onzeker.
Een van de plaatsen waar vreemde materie zich van nature kan vormen, is de kern van neutronensterren - de overblijfselen van sterren die stierven als gevolg van een catastrofale explosie die bekend staat als een supernova. Neutronensterren zijn meestal klein met een diameter van ongeveer 19 kilometer of zo, maar zo dicht dat ze evenveel wegen als de zon. Een stuk van een neutronenster, de grootte van een stuk suiker, kan bijvoorbeeld 100 miljoen ton wegen. Onder de buitengewone kracht van dit extreme gewicht kunnen sommige van de lagere en bovenste quarks die neutronensterren vormen veranderen in vreemde quarks, wat leidt tot de vorming van vreemde sterren uit vreemde materie.
Een vreemde ster, die soms deeltjes van vreemde materie uitwerpt, kan een neutronenster die in een dubbelstersysteem draait snel omzetten in een vreemde ster. Studies tonen aan dat een neutronenster, die een zaadje van vreemde materie van een vreemde ster neemt, zichzelf kan transformeren in een vreemde ster in slechts 1 milliseconde.
Nu suggereren onderzoekers dat ze vreemde sterren kunnen detecteren door de zwaartekrachtsgolven van sterren te onderzoeken - een onzichtbare rimpel in ruimtetijd die Albert Einstein voor het eerst suggereerde als onderdeel van zijn theorie van de algemene relativiteitstheorie.
Gravitatiegolven worden uitgezonden als gevolg van massaversnelling. Echt grote gravitatiegolven worden gevormd als gevolg van zeer grote massa's, zoals een paar neutronensterren, die met elkaar versmelten.
Een paar vreemde sterren zendt zwaartekrachtsgolven uit, die anders zijn dan die een paar "normale" neutronensterren uitzenden, omdat vreemde sterren compacter zouden moeten zijn, zeggen de onderzoekers. Een neutronenster met een massa die gelijk is aan één vijfde van de zon, mag bijvoorbeeld niet meer dan 30 km lang in diameter zijn, terwijl een vreemde ster met dezelfde massa niet meer dan 10 km in diameter mag zijn.
Onderzoekers suggereren dat gebeurtenissen geassocieerd met vreemde sterren twee korte gamma-spikes kunnen verklaren - gigantische explosies die minder dan 2 seconden duren, te zien in de diepe ruimte in 2005 en 2007. Het laser-interferometrische gravitatiegolf observatorium (Eng .: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observator, afgekort LIGO) kon de zwaartekrachtsgolven van deze gebeurtenissen, GRB 051103 en GRB 070201 genoemd, niet detecteren. De neutronensterfusie is een verklaring van korte gamma-bursts, maar LIGO zou de zwaartekrachtsgolven uit deze fusies detecteren. Echter, zoals de onderzoekers zeggen, als vreemde sterren betrokken waren bij beide gebeurtenissen, kon LIGO dergelijke zwaartekrachtsgolven niet detecteren.
Echter, toekomstig onderzoek zal deze vreemde sterfenomenen kunnen detecteren. Dankzij het gebruik van een extra gravitatiegolf-observatoriumlaserinterferometer (ALIGO), waarvan de eerste lancering gepland stond voor 2015, verwachten de onderzoekers ongeveer 0, 13 neutronensterfusies met vreemde exemplaren per jaar te detecteren (dat wil zeggen, één zo'n fusie om de acht jaar). Dankzij de telescoop van Einstein, die momenteel wordt ontwikkeld in de Europese Unie, verwachten wetenschappers uiteindelijk ongeveer 700 dergelijke evenementen per jaar te ontdekken.
