Wellen in der Raum-Zeit-Struktur helfen dabei, "seltsame Sterne" zu entdecken.

Wellen in der Raum-Zeit-Struktur helfen dabei,

Mit Blick auf die Wellen in der Raum-Zeit-Struktur werden Wissenschaftler bald "seltsame Sterne" entdecken können - Objekte, die aus einem Material bestehen, das sich grundlegend von den Teilchen unterscheidet, aus denen gewöhnliche Materie besteht.

Die Protonen und Neutronen, aus denen die Atomkerne bestehen, bestehen aus mehreren Basisteilchen, sogenannten Quarks. Es gibt nur sechs Arten oder "Aromen" von Quarks: untere, obere, seltsame, charmante, charmante und wahre. Jedes Proton oder Neutron besteht aus drei Quarks: Ein Proton besteht aus einem unteren und zwei oberen Quarks, jedes Neutron besteht aus einem oberen und zwei unteren.

Theoretisch kann Materie auch aus anderen Aromen von Quarks gebildet werden. Seit 1970 haben Wissenschaftler vorgeschlagen, dass Partikel "fremder Materie" aus einer gleichen Anzahl von oberen, unteren und fremden Quarks gebildet werden können. Grundsätzlich muss fremde Materie schwerer und stabiler sein als gewöhnliche Materie und kann sich sogar in gewöhnliche Materie verwandeln. In Laborversuchen ist jedoch noch kein einziges Teilchen einer fremden Materie entstanden, so dass seine Existenz ungewiss bleibt.

Einer der Orte, an denen sich auf natürliche Weise fremde Materie bilden kann, ist der Kern von Neutronensternen - die Überreste von Sternen, die infolge einer katastrophalen Explosion starben, die als Supernova bekannt ist. Neutronensterne sind normalerweise klein mit einem Durchmesser von etwa 19 Kilometern, aber so dicht, dass sie so viel wiegen wie die Sonne. Beispielsweise kann ein Stück eines Neutronensterns von der Größe eines Stücks Zucker 100 Millionen Tonnen wiegen. Unter der außergewöhnlichen Kraft dieses extremen Gewichts können sich einige der unteren und oberen Quarks, aus denen Neutronensterne bestehen, in seltsame Quarks verwandeln, was zur Bildung seltsamer Sterne aus seltsamer Materie führt.

Ein fremder Stern, der manchmal Partikel fremder Materie ausstößt, kann einen in einem Doppelsternsystem rotierenden Neutronenstern schnell in einen fremden Stern verwandeln. Studien zeigen, dass sich ein Neutronenstern, der einem fremden Stern einen Samen fremder Materie entnimmt, in nur 1 Millisekunde in einen fremden Stern verwandeln kann.

Nun schlagen die Forscher vor, dass sie seltsame Sterne durch Untersuchung der Gravitationswellen von Sternen entdecken können - eine unsichtbare Welligkeit in der Raumzeit, die Albert Einstein als Teil seiner Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie vorgeschlagen hat.

Gravitationswellen werden aufgrund der Massenbeschleunigung emittiert. Wirklich große Gravitationswellen entstehen durch sehr große Massen, wie ein Paar Neutronensterne, die miteinander verschmelzen.

Ein Paar seltsamer Sterne sendet Gravitationswellen aus, die sich von denen unterscheiden, die ein Paar „normaler“ Neutronensterne aussenden, da seltsame Sterne kompakter sein sollten, sagen die Forscher. Zum Beispiel sollte ein Neutronenstern mit einer Masse von einem Fünftel der Sonne nicht mehr als 30 km Durchmesser haben, während ein seltsamer Stern mit derselben Masse nicht mehr als 10 km Durchmesser haben sollte.

Die Forscher vermuten, dass Ereignisse, die mit seltsamen Sternen zusammenhängen, zwei kurze Gammaspitzen erklären könnten - riesige Explosionen von weniger als 2 Sekunden Dauer, die 2005 und 2007 im Weltraum beobachtet wurden. Das laserinterferometrische Gravitationswellenobservatorium (engl. Laser Interferometer Gravitationswellenobservator, kurz LIGO) konnte die Gravitationswellen aus diesen Ereignissen, genannt GRB 051103 und GRB 070201, nicht erfassen. Die Neutronensternfusion ist eine Erklärung für kurze Gammastöße, aber LIGO sollte die Gravitationswellen dieser Fusionen erfassen. Wie die Forscher jedoch sagten, konnte LIGO solche Gravitationswellen nicht erfassen, wenn an beiden Ereignissen seltsame Sterne beteiligt waren.

Zukünftige Forschungen werden jedoch in der Lage sein, diese seltsamen Sternphänomene zu entdecken. Durch die Verwendung eines zusätzlichen Gravitationswellen-Observatoriums-Laserinterferometers (ALIGO), dessen erster Start für 2015 geplant war, erwarten die Forscher, dass pro Jahr etwa 0,13 Neutronensternfusionen mit seltsamen Fusionen (dh eine solche Fusion alle acht Jahre) entdeckt werden. Dank des Einstein-Teleskops, das derzeit in der Europäischen Union entwickelt wird, rechnen Wissenschaftler letztendlich damit, etwa 700 solcher Ereignisse pro Jahr zu entdecken.

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