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Astronomen sagen neue Klasse von 'Electroweak'-Stern voraus
Wenn kleine Sterne sterben, kollabieren sie zu Neutronensternen, in denen das Pauli-Ausschlussprinzip einen weiteren Kollaps verhindert. Alles, was massereicher ist, wird schließlich zu einem Schwarzen Loch (mit einer Abgrenzung bei etwa 2,1 Sonnenmassen).
In den letzten Jahren haben Astrophysiker jedoch berechnet, dass die Entwicklung eines Sterns zu einem Schwarzen Loch komplexer ist als ursprünglich angenommen. Das liegt daran, dass nach dem Durchbrechen des Pauli-Ausschlusseffekts das Sternenmaterial andere nukleare Phasenübergänge durchläuft, die genügend Energie freisetzen, um den Kollaps zu verzögern, wenn auch für relativ kurze Zeit.
Astrophysiker haben beispielsweise kürzlich einen Zustand zwischen einem Neutronenstern und einem Schwarzen Loch entdeckt, in dem die Masse des Sterns durch die Energie unterstützt wird, die freigesetzt wird, wenn Kernmaterie zu Quarkmaterie komprimiert wird. Es wird angenommen, dass sogenannte Quarksterne Neutronensternen sehr ähnlich sehen, daher wird es schwierig sein, sie zu finden.
Heute schlagen De-Chang Dai von der State University of New York in Buffalo und ein paar Freunde einen völlig neuen Sterntyp vor, der nach einem Quarkstern, aber vor einem Schwarzen Loch entsteht. Dai und Kollegen weisen darauf hin, dass es nach dem Quark-Übergang einen weiteren Phasenübergang gibt, der vom Standardmodell der Teilchenphysiker vorhergesagt wird.
Dies geschieht, wenn die Quarks so stark zusammengedrückt werden, dass sie sich in eine Art Elementarteilchen namens Lepton verwandeln. Da Leptonen die elektromagnetische Kraft und die schwache Kernkraft erfahren, aber nicht die starke Kernkraft, nennt das Team diesen Vorgang elektroschwaches Brennen.
Dai und Co. berechnen, dass elektroschwache Verbrennung genug Energie erzeugen sollte, um den Kollaps um etwa 10 Millionen Jahre zu verzögern. Das bedeutet, dass es viele elektroschwache Sterne zu sehen geben sollte, wenn Astronomen sie finden können.
Wie elektroschwache Sterne aussehen sollen, ist noch nicht klar. Dai und Co. sagen, dass dies nicht vom Kern des Sterns abhängt, in dem das elektroschwache Brennen stattfindet, sondern von der Struktur seiner äußeren Schicht, in der die Photonen produziert werden, die wir wahrscheinlich auf der Erde aufnehmen werden. Um die Sichtbarkeit dieser faszinierenden neuen Objekte zu beurteilen, ist eine sorgfältige Modellierung ihrer äußeren Struktur erforderlich, um die Photonenleuchtkraft und das Spektrum zu bestimmen, sagt das Team.
Die Berechnung des Verhaltens dieser Schicht ist eine schwierige Aufgabe, aber das Team sagt, dass es für zukünftige Veröffentlichungen daran arbeitet. Aber hier ist ein Tipp, wir werden es nicht sicher wissen, bis Dai und Co mit ihrer Zahlenverarbeitung fertig sind, aber das kluge Geld setzt darauf, dass elektroschwache Sterne mehr oder weniger nicht von Neutronensternen zu unterscheiden sind. Schande!
Ref: arxiv.org/abs/0912.0520 : Electroweak Stars: Wie die Natur vom ultimativen Treibstoff des Standardmodells profitieren kann