Was ist ein Quark Star?

Ein Quarkstern ist ein extrem komprimiertes, exotisches Objekt, von dem angenommen wird, dass es etwa 1% aller Neutronensterne ausmacht, die sich beim Zusammenbruch von Sternen mit 1,5 - 3,0 Sonnenmassen zuverlässig bilden. Quarksterne wurden nicht abschließend beobachtet, aber zwei vielversprechende Kandidaten wurden am 10. April 2002 vom Chandra X-Ray Observatory aufgenommen. Ein weiterer Kandidat wurde seitdem entdeckt, es sind jedoch weitere Beweise erforderlich, bevor die Existenz von Quarksternen positiv bestätigt werden kann mit einer geringen Fehlerquote.

Sterne mit über 1,35 Sonnenmassen, aber weniger als 3 (weniger als die Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze), brechen schließlich katastrophal zu einem Neutronenstern zusammen, einem kompakten Objekt von der Größe einer kleinen Stadt. Ein Teelöffel Neutronensternmasse wiegt eine Milliarde Tonnen (über 1,1 Milliarden Tonnen). Die Schwerkraft ist so stark, dass die höchsten "Berge" eines Neutronensterns nur wenige Millimeter hoch sind. Der Quarkstern ist ein theoretisiertes Objekt, das noch kompakter ist als ein Neutronenstern. In einem Neutronenstern ist es der Entartungsdruck zwischen Neutronen, der den Körper davon abhält, in ein Schwarzes Loch zusammenzufallen - in einem Quarkstern ist es der Druck zwischen Quarks.

In einem Neutronenstern verschmelzen alle Elektronen mit Protonen, um nur Neutronen zu erzeugen. Ein Neutronenstern ist ein einzelnes gigantisches Atom, ein Kern, der ausschließlich aus Neutronen besteht und von einer dünnen Elektronenhülle umgeben ist. In einem Quarkstern werden die konstituierenden Quarks von Neutronen herumgeworfen und rekombinieren. Sie wandeln sich von den bekannten Up- und Down-Quarks, aus denen alle Teilchen auf der Erde bestehen, zu den massereicheren seltsamen Quarks, die wir nur von hochenergetischen kennen Teilchenbeschleunigerexperimente. Ein Quarkstern kann als ein einzelnes gigantisches Hadron (Proton oder Neutron) betrachtet werden, jedoch mit vielen Billiarden Quarks anstatt nur den typischen drei.

Wenn ein Neutronenstern zu einem Quarkstern zusammenbricht, wird vermutet, dass dies ein Ereignis namens Quark-Nova auslöst. Der Prozess, bei dem Quarks von Neutronen befreit werden, würde enorme Energie freisetzen, sogar mehr als die energiereichsten Kernreaktionen, und möglicherweise die beeindruckendsten Explosionen seit dem Urknall hervorrufen. Möglicherweise handelt es sich bei den mysteriösen Gammastrahlen-Bursts (GRBs) tatsächlich um Quark-Novae.