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エキゾチック星は、エキゾチック物質（電子、陽子、中性子、ミューオンから構成されていないもの）で構成され、縮退圧力またはその他の量子特性によって重力崩壊に対してバランスが取れている仮想のコンパクトな星です。
エキゾチックスターの種類には、
- クォーク星（クォークで構成されている）
- ストレンジ星（ストレンジクォーク物質、アップクォーク、ダウンクォーク、ストレンジクォークの凝縮体で構成されている）
- § プレオン星（クォークが構成要素のサブ粒子に分解可能である場合、クォークとレプトンの仮想粒子および「構成要素」であるプレオンで構成された推測上の物質）。
提案されているさまざまな種類のエキゾチックな星のうち、その存在は確認されていないものの 、最も証拠が揃い、理解されているのはクォーク星です。
ニュートン力学では、放出された光を閉じ込めるほどの密度を持つ物体は、一般相対性理論におけるブラックホールとは対照的に、暗黒星[1] [2] [a]と呼ばれます。しかし、暗黒物質からエネルギーを得た仮説上の古代の「星」にも同じ名前が使われています。
エキゾチックな星は主に仮説的なものである。その理由の一部は、そのような形態の物質がどのように振る舞うかを詳細にテストすることが困難であること、そして一部は、重力波天文学という初期の技術以前には、電磁波や既知の粒子を放射しないコンパクトな天体物理学的物体を検出する満足のいく手段がなかったことである。候補となる物体は、間接的な証拠に基づいて時々特定されるが、その観測上の特徴を既知の物体のものと区別することはまだ不可能である。
クォーク星と奇妙な星
クォーク星は、重力下で中性子が構成するアップクォークとダウン クォークに分解してできたとされる仮説上の物体です。中性子星よりも小さくて密度が高いと予想されており、余分な質量が追加されない限り、この新しい状態で無期限に存続する可能性があります。実質的には、単一の非常に大きなハドロンです。ストレンジ物質を含むクォーク星は、ストレンジ星と呼ばれます。
2002年4月10日にチャンドラX線観測衛星によって発表された観測結果に基づき、RX J1856.5−3754と3C 58という2つの天体がクォーク星候補として示唆された。前者は中性子星として予想されるものよりはるかに小さく、後者ははるかに低温であるように見え、中性子星よりも密度の高い物質で構成されていることを示唆している。しかし、これらの観測結果は決定的ではないと述べた研究者らから懐疑的な見方を受けた。[誰? ]さらに分析した後、RX J1856.5−3754はクォーク星候補のリストから除外された。[3]
電弱星
電弱星は、電弱燃焼によって生じる放射圧によって星の重力崩壊が防がれる、仮説上の異星の一種である。電弱燃焼とは、電弱力によってクォークがレプトンに変換される際に放出されるエネルギーのことである。このプロセスは、星の中心部にあるリンゴほどの大きさで地球の質量の約2倍の体積で起こる。[4]
電弱星を生成する星の生涯段階は、超新星崩壊後に発生すると理論化されている。電弱星はクォーク星よりも密度が高く、重力がクォーク縮退圧に耐えられなくなったときに形成される可能性があるが、電弱燃焼放射圧にはまだ耐えられる。[5] 星の生涯のこの段階は、1000万年以上続く可能性がある。[4] [5] [6] [7]
プレオンスター
プレオン星は、仮説上の素粒子のグループであるプレオンで構成されたコンパクトな星の一種である。プレオン星は、10を超える巨大な密度を持つことが予想される。23 kg/m 3。クォーク星よりも密度が高く、白色矮星や中性子星よりも重いが小さい。 [8]プレオン星は、超新星爆発またはビッグバンから発生した可能性がある。このような天体は、原理的にはガンマ線の重力レンズ効果によって検出できる。プレオン星は暗黒物質の候補となる可能性がある。しかし、粒子加速器による現在の観測[9]はプレオンの存在を否定しているか、少なくともその調査を優先していない。これは、現在非常に高いエネルギーを探索できる唯一の粒子検出器 (大型ハドロン衝突型加速器) が特にこのために設計されておらず、その研究プログラムはヒッグス粒子、クォーク・グルーオン・プラズマ、標準モデルを超えた物理学に関連する証拠の研究など、他の分野に向けられているためである。 [説明が必要]
ボソン星
ボソン星は、ボソンと呼ばれる粒子から形成される仮説上の天体です（従来の星は主にフェルミオンである陽子と電子から形成されますが、ボソンであるヘリウム4原子核も大量に含まれ、より重い原子核も少量含まれます）。このタイプの星が存在するためには、自己反発相互作用を持つ安定したタイプのボソンが必要です。候補となる粒子の1つ[10] は、まだ仮説上の「アクシオン」 （これは、宇宙の質量の約25％を構成すると思われる、まだ検出されていない「非バリオン暗黒物質」粒子の候補でもあります）。 通常の星（重力圧と核融合により放射線を放出する）とは異なり、ボソン星は透明で目に見えないと理論化されています[11] 。コンパクトなボソン星の巨大な重力は、その物体の周囲の光を曲げ、ブラックホールの事象の地平線の影に似た空の領域を作り出す。ブラックホールのように、ボソン星は周囲から通常の物質を吸収するが、透明であるため、物質（おそらく加熱され、放射線を放出する）は中心で見える。シミュレーションでは、回転するボソン星はトーラス、つまり「ドーナツ型」になることが示唆されている。これは、遠心力によってボソン物質がその形状になるからである。
2024年現在[アップデート]、そのような星が存在するという重要な証拠はありません。しかし、共軌道を回るボソン星のペアから放出される重力放射線によってそれらを検出することが可能になる可能性があります。[12] [13]また、最もエネルギーの高いブラックホールの合体であると考えられているGW190521は、2つのボソン星の正面衝突である可能性があります。[14]
ボソン星はビッグバンの原始段階で重力崩壊によって形成された可能性がある。[15]少なくとも理論上は、超大質量ボソン星が銀河の中心核に存在する可能性があり、活動銀河の中心核 の観測された特性の多くを説明できる可能性がある。[16]
ボソン星も暗黒物質の候補として提案されており[17] 、ほとんどの銀河を取り囲む暗黒物質ハローは巨大な「ボソン星」として見られる可能性がある という仮説も立てられている[18] 。
コンパクトなボソン星とボソン殻は、質量のある（または質量のない）複素スカラー場、U(1)ゲージ場、円錐ポテンシャルを持つ重力などの場を伴って研究されることが多い。理論に正または負の宇宙定数が存在することで、ド・ジッター空間と反ド・ジッター空間におけるこれらのオブジェクトの研究が容易になる。[19] [20] [21] [22] [23]
スピン1の素粒子で構成されたボソン星はプロカ星と呼ばれている。[24]
Braaten、Mohapatra、Zhang（2016）は、重力がアクシオンボーズ・アインシュタイン凝縮体の平均場圧力によってバランスが取れている新しいタイプの高密度アクシオン星が存在する可能性があると理論化した。[25] 高密度アクシオン星が存在する可能性は、この主張を支持しない他の研究によって異議を唱えられてきた。[26]
プランク星
ループ量子重力では、プランク星は、崩壊する星のエネルギー密度がプランクエネルギー密度に達したときに生成される仮説上可能な天体です。これらの条件下では、重力と時空が量子化されていると仮定すると、ハイゼンベルクの不確定性原理から派生した反発「力」が発生します。言い換えると、重力と時空が量子化されている場合、プランク星内の質量エネルギーの蓄積は、この限界を超えて崩壊して重力特異点を形成することはできません。これは、時空自体の不確定性原理に違反するためです。[27]
Qスター
Q星は、超新星またはビッグバンから生まれた仮説上の天体です。理論上、Q星は時空をある程度曲げるほどの質量があり、その表面から一部の光が逃げ出すことができると考えられています。Q星は中性子星やクォーク星よりも密度が高いと予測されています。[28]
参照
脚注
- ^量子効果により真のブラックホールの形成が妨げられ、代わりに ブラックスター と呼ばれる高密度の物体が形成される可能性がある。[2]
参考文献
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「Black Stars, Not Holes」
というタイトルで公開されました
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