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    Existe uma maneira de detectar estranhas estrelas de quark mesmo que se pareçam com anãs brancas?

    Estrela de nêutron contra uma estrela de quark. Crédito:CXC / M. Weiss

    A matéria é construída em torno de quarks, formando os núcleos dos átomos e moléculas. Embora existam seis tipos de quarks, a matéria regular contém apenas dois:quarks up e quarks down. Prótons contêm dois altos e um baixo, enquanto os nêutrons contêm dois downs e um up. Na terra, os outros quatro tipos são vistos apenas quando criados em aceleradores de partículas. Mas alguns deles também podem aparecer naturalmente em objetos densos, como estrelas de nêutrons.

    O modelo padrão para estrelas de nêutrons afirma que os nêutrons permanecem praticamente intactos em seu interior. Assim, uma estrela de nêutrons é como um enorme núcleo atômico mantido unido pela gravidade, e não pela força nuclear forte. Mas os astrônomos não entendem totalmente como os nêutrons interagem em temperaturas e densidades extremas. É possível que dentro de uma estrela de nêutrons, os nêutrons se decompõem em uma sopa de quarks, formando o que é conhecido como estrela de quark. As estrelas de quark pareceriam estrelas de nêutrons, mas seriam ligeiramente menores.

    Se estrelas de quark existem, então, é possível que quarks up e down de alta energia colidam para criar quarks estranhos. Os quarks estranhos são muito mais pesados ​​do que os quarks up e down, assim, eles tenderiam a formar um novo tipo de nucleon conhecido como strangelets. Um strangelet simples consistiria em um up, para baixo e um quark estranho. Como os strangelets são muito mais densos do que prótons e nêutrons, o contato entre os dois separaria os prótons e nêutrons para criar mais strangelets. Essencialmente, se matéria estranha entrar em contato com matéria regular, não demora muito para ser convertido em matéria estranha. Você pode ter tudo, desde estrelas estranhas a planetas estranhos.

    Quarks estranhos podem aparecer em núcleons regulares. Crédito:APS / Alan Stonebraker

    Embora matéria estranha seja uma ideia interessante, não é popular. Começar com, se matéria quark estranha se forma em algumas estrelas de nêutrons, deve se formar em todos eles, fazendo-os entrar em colapso. Mas vemos muitas estrelas de nêutrons que são grandes demais para serem quarks estranhos. Há também o fato de que quarks estranhos podem aparecer dentro de prótons e nêutrons regulares. Por exemplo, embora um próton seja feito de dois quarks up e um quark down, isso é realmente apenas uma média. As flutuações quânticas significam que quarks estranhos podem aparecer por curtos períodos de tempo. Mas eles não são estáveis ​​e não convertem núcleons em matéria estranha. Então, se matéria estranha existe, provavelmente só existe em grandes, objetos densos.

    Ainda, vale a pena procurar por objetos de matéria estranha no universo, e recentemente, um estudo encontrou alguns candidatos. O estudo procurou por um tipo de objeto conhecido como anões estranhos. Esses objetos hipotéticos têm uma massa semelhante a uma anã branca, mas em vez de ser feito de matéria regular em um estado degenerado, eles são feitos de matéria quark estranha. Como resultado, eles seriam muito menores do que as anãs brancas.

    Para encontrar esses objetos, a equipe analisou os dados do Montreal White Dwarf Database (MWDD), que tem dados sobre mais de 50, 000 anãs brancas. Por cerca de 40, 000 deles, o banco de dados lista a massa e a gravidade superficial das anãs brancas. A massa de uma anã branca pode ser determinada pelo deslocamento Doppler de sua luz conforme ela orbita uma estrela companheira ou por lentes gravitacionais, enquanto a gravidade da superfície pode ser medida pelo desvio para o vermelho gravitacional de sua luz.

    Se você conhece a massa e a gravidade superficial de uma estrela, você pode calcular facilmente seu raio. A equipe fez isso e então comparou os resultados com a relação de massa e raio para anãs brancas. A maioria deles seguiu a relação, mas oito das estrelas não. Eles eram muito menores em tamanho e previsões correspondentes para um anão quark.

    Os dados deste trabalho não são fortes o suficiente para provar que esses objetos são anões estranhos, mas valem um estudo mais aprofundado. Algo está estranho sobre eles, e seria bom determinar se isso se deve a quarks estranhos ou outra coisa.


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