A matéria é construída em torno dos 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. Os prótons contêm dois altos e um para baixo, enquanto os nêutrons contêm dois para baixo e um para cima. Na Terra, os outros quatro tipos só são vistos 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 completamente como os nêutrons interagem em temperaturas e densidades extremas. É possível que dentro de uma estrela de nêutrons, os nêutrons se decomponham 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 houver estrelas de quark, 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, portanto, tenderiam a formar um novo tipo de núcleon conhecido como strangelets. Um strangelet simples consistiria em um quark up, down 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 uma matéria estranha entrar em contato com a matéria normal, não demorará muito para que ela seja convertida em matéria estranha. Você pode ter de tudo, desde estrelas estranhas a planetas estranhos.
Embora matéria estranha seja uma ideia interessante, não é popular. Para começar, se a matéria quark estranha se forma em algumas estrelas de nêutrons, ela deve se formar em todas elas, fazendo com que entrem 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 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 dentro de objetos grandes e densos.
Ainda assim, 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 à de uma anã branca, mas em vez de serem feitos de matéria regular em um estado degenerado, eles são feitos de matéria quark estranha. Como resultado, elas seriam muito menores do que as anãs brancas.
Para encontrar esses objetos, a equipe examinou os dados do Montreal White Dwarf Database (MWDD), que tem dados sobre mais de 50.000 anãs brancas. Para cerca de 40.000 delas, 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 deslocamento para o vermelho gravitacional de sua luz.
Se você conhece a massa e a gravidade superficial de uma estrela, 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 correspondiam às previsões para um anão quark.
Os dados deste trabalho não são fortes o suficiente para provar que esses objetos são anões estranhos, mas eles merecem um estudo mais aprofundado. Algo está estranho neles, e seria bom determinar se isso se deve a quarks estranhos ou outra coisa.
Publicado em 15/12/2020 22h18
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