به نظر شما خطرناک‌ترین ماده در جهان چیست؟ جواب در دل ستارگان است! گونه خاصی از ستارگان در آسمان وجود دارند که یک ماده عجیب و خطرناک درون آن‌ها تولید می‌شود. در ادامه با جزئیات تشکیل این ماده آشنا خواهید شد. دانشمندان سال‌ها تلاش کردند تا پاسخی علمی برای اتفاقات پس از مرگ ستارگان پیدا کنند.
در واقع اینکه پس از مرگ یک ستاره چه اتفاقی برای آن می‌افتد، بستگی به جرم ستاره مورد نظر دارد. بنابراین پاسخ‌های این پرسش بسیار متنوع هستند و هر کدام می‌توانند شما را شگفت‌زده کنند.
ستاره‌هایی همانند خورشید که اندازه متوسط دارند، پس از این که سوخت آن‌ها به پایان می‌رسد، سرد و تبدیل به کوتوله سفید می‌شوند. در مرحله کوتوله سفید، ماده ستارهای فشرده شده و به جسمی کم نور با اندازه‌ای مشابه به اندازه زمین تبدیل می‌گردد. اکنون که ستاره هیچ منبع دیگری برای تولید انرژی ندارد، سرد و بسیار کوچک می‌شود.
در همین رابطه بخوانید: چند ستاره در کهکشان راه شیری و کل هستی وجود دارد؟
مرگ ستارگان بزرگ
ستاره‌های بزرگ‌تر که جرمی ۲۰ برابر جرم خورشید دارند، زمانی که سوختشان تمام می‌شود، شروع به جمع شدن می‌کنند و چگالی آن‌ها بیشتر شده و دمای آن‌ها افزایش می‌یابد. وقتی دمای مرکز به ۱۰۰ میلیارد درجه برسد، لایه‌های بیرونی به صورت ابرنواختر منفجر می‌شوند و در مرکز هسته ستاره، در مکانی به اسم چاه گرانشی (Gravity Well) سقوط می‌کند.
ستاره، خود را در یک نقطه فشرده می‌کند و در اینجاست که یک سیاهچاله متولد می‌شود. بنابراین ستارگان بسیار بزرگ معمولا در انتهای عمر خود تبدیل به سیاهچاله خواهند شد، اما این برای همه ستارگان بزرگ رخ نخواهد داد!
ابر ستارهای که جرم هسته آن بین ۱ تا ۳ برابر جرم خورشید است، در اواخر عمر خود با انفجار ابرنواختر، بخشی از گازها و جرم خود را از دست می‌دهد. لایه‌های بیرونی ستاره نیز در اثر نیروی جاذبه هسته از بین رفته و در هسته متراکم می‌شوند. در اینجاست که ستاره نوترونی تشکیل می‌گردد؛ ستارهای که عمدتا از ذره بنیادی نوترون تشکیل شده و در اثر انفجار ابرنواختر به‌وجود می‌آید.
ستاره‌های نوترونی کوچک‌ترین و متراکم‌ترین ستارگانی هستند که تاکنون شناخته شده‌اند. این ستارهها در سحابی خرچنگ (Crab) قرار گرفته‌اند و برخلاف سیاهچاله‌ها که نور نمی‌تواند از آن‌ها عبور کند، این ستارهها هر چند ثانیه یک‌بار نور مرئی را به زمین می‌فرستند و با چشم غیر مسلح نیز قابل رویت هستند. این ستارهها جاذبه بسیار زیادی دارند و می‌توانند هر جسمی که نزدیک به آن‌هاست را به درون خود جذب کنند.
احتمال تشکیل ماده عجیب درون ستاره نوترونی
اطلاعات موجود در مورد ستارگان نوترونی بسیار اندک است. بنابراین در سال‌های اخیر، دانشمندان تحقیقات زیادی بر روی این دسته از ستارگان انجام داده‌اند. برخی از دانشمندان معتقدند جاذبه و فشار بسیار زیاد باعث فشرده شدن پروتون‌ها و الکترون‌ها به درون یکدیگر می‌شوند که این موضوع باعث می‌شود تنها کوارک‌ها باقی بمانند.
کوارک یک ذره بنیادی و یکی از اجزای پایه‌ای تشکیل‌دهنده ماده است. کوارک‌ها با هم ترکیب می‌شوند تا ذرات مرکبی به نام هادرون (Hadron) را پدیدآورند که پایدارترین این هادرون‌ها پروتون و نوترون، یعنی اجزای تشکیل‌دهنده هسته اتم هستند. به دلیل پدیده‌ای که به حبس رنگ (Color confinement) معروف است، کوارک‌ها هیچ‌گاه به صورت انفرادی یافت نمی‌شوند و مستقیما قابل مشاهده نیستند.
۶ گونه مختلف از کوارک‌ها وجود دارد که به هر یک از آن‌ها یک ویژگی یا طبع (Flavour) می‌گویند. این طبع‌ها شامل بالا (Up)، پایین (down)، افسون (Charm)، شگفت (Strange)، سر (Top) و ته (Bottom) هستند. ستاره نوترونی که تبدیل به یک ستاره کوارکی شده است، متشکل از کوارک‌های بالا و پایین و نوع دیگری از کوارک (کوارک شگفت) که از بقیه سنگین‌تر است خواهد بود که این کوارک تاکنون در هیچ ماده‌ای کشف نشده است.
درباره نظریه ریسمان چه می‌دانید؟ کلیک کنید و با این نظریه شگفت‌انگیز آشنا شوید.
در سال ۲۰۰۴، محققان دانشگاه کرنل (Cornell University) آمریکا فرض کردند که شرایط درونی یک ستاره نوترونی می تواند جای خود را به هایپرون‌ها (Hyperons) بدهد. این کوارک از نظر اتمی آنقدر کامل است که می‌تواند به راحتی کوارک‌های اطراف خود را به کوارک‌های عجیب تبدیل کند و در نتیجه یک ماده عجیب به وجود آورد. ستاره نوترونی که به طور کامل به ماده عجیب تبدیل شده است، ستاره کوارکی عجیب یا ستاره عجیب (Strange Star) نامیده می‌شود.
محققان احتمال می‌دهند که این ویژگی درون ستاره‌های نوترونی ممکن است بتواند کل ستارگان و سیارات را نیز به یک ماده عجیب تبدیل و در نتیجه احتمال کشف سیاره‌ها و کوتوله‌های سفید عجیب و غریب را فراهم کند.
ماده عجیب همان ماده تاریک است؟
طبق گزارشات محققان دانشگاه کرنل، پراکندگی اولیه ماده عجیب از یک ستاره کوارکی، احتمالا در هنگام برخورد بین یک یا چند ستاره کوارکی عجیب رخ داده است. حال سوال اینجاست که پس از آن چه اتفاقی می‌افتد؟ برخی از پژوهشگران حوزه اخترفیزیک بر این باورند که اگر یک حشره عجیب با اتمسفر زمین تماس پیدا کند، ماهیت عجیب ترکیب اتمی آن سبب می‌شود همه چیز روی زمین به ماده عجیب و غریب تبدیل شود؛ فرآیندی که برای همه موجودات روی زمین کشنده و مرگ‌بار خواهد بود.
ماده عجیب به طور بالقوه می‌تواند همان ماده تاریک باشد که تقریبا ۸۵ درصد از جرم شناخته‌شده جهان را تشکیل می‌دهد. این مواد تاریک در سراسر کیهان پخش هستند و بر اساس این فرض که مواد عجیب هر چیزی را که با آن در تماس هستند به ماهیت خود تبدیل می‌کنند، احتمالا در آینده شاهد تشکیل سیاره‌ها و ستاره‌هایی با ترکیبات عجیب خواهیم بود.